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E14-474G, ** We have open MEngg,
RA, UROP and Post-doc slots in Camera
Culture
group. Pl Apply.
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Projects |
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| Visual Social
Computing Computational
Light Transport The research goal
is to create an entirely new class of
imaging devices and a novel theoretical
framework for inverse problems in
space-time analysis of light transport. Two
novel forms of imaging show great potential
for research and practical applications: (i)
time
resolved transient imaging that
exploits multi-path analysis and (ii) angle resolved
imaging without lenses for
displays, medical devices and phase
analysis. Can we photograph objects that are
not in the direct line of sight? Can we
automatically identify materials (e.g.,
wood, metal or skin) using a single photo?
Can we build portable CAT-scanning machines
with no moving parts? Can we convert LCDs
into large lensless cameras? Can exploit
high resolution of displays to create
unusual scientific and medical instruments?
Underlying theoretical contributions include
multi-path
analysis,
spatial heterodyning, augmented light
fields and
algebraic rank-constraints of 3D displays.
Computational Photography Computational Photography is an emerging multi-disciplinary field that is at the intersection of optics, signal processing, computer graphics+vision, electronics, art, and online sharing in social networks. The field is evolving through three phases. The first phase was about building a super-camera that has enhanced performance in terms of the traditional parameters, such as dynamic range, field of view or depth of field. I call this Epsilon Photography. Due to limited capabilities of a camera, the scene is sampled via multiple photos, each captured by epsilon variation of the camera parameters. It corresponds to the low-level vision: estimating pixels and pixel features. The second phase is building tools that go beyond capabilities of this super-camera. I call this Coded Photography. The goal here is to reversibly encode information about the scene in a single photograph (or a very few photographs) so that the corresponding decoding allows powerful decomposition of the image into light fields, motion deblurred images, global/direct illumination components or distinction between geometric versus material discontinuities. This corresponds to the mid-level vision: segmentation, organization, inferring shapes, materials and edges. The third phase will be about going beyond the radiometric quantities and challenging the notion that a camera should mimic a single-chambered human eye. Instead of recovering physical parameters, the goal will be to capture the visual essence of the scene and analyze the perceptually critical components. I call this Essence Photography and it may loosely resemble depiction of the world after high level vision processing. It will spawn new forms of visual artistic expression and communication. Related work
Non photorealistic Rendering Features such as silhouette edges, ridges, valleys and intersections of geometric primitives are useful in conveying shape in illustrations and art. We have developed a proactive imaging method to capture such features in real world scenes of various scales. One area of focus is shape clarifying multi-flash imaging for endscopes. For polygonal scenes, our focus has been real-time rendering of these features without requiring the connectivity information. Previous related work Intelligent user interfaces We are developing user interaction methods with novels gadgets and sensors. We have also exploited variational implicit surfaces for free form sketching and manipulation. Previous related work |
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Publications |
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Culture group page.
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| Siggraph Papers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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2012 |
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Tensor Displays: Compressive Light Field Synthesis using Multilayer Displays with Directional Backlighting G Wetzstein, D Lanman, M Hirsch, R Raskar, SIGGRAPH 2012 High resolution lightfield display using tensor factorization |
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| Primal-Dual
Coding to Probe Light Transport M O'Toole, R Raskar, K Kutulakos, SIGGRAPH 2012 Single shot global illumination separation using high speed coding but slow speed camera/projector |
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| Tailored
Displays to Compensate for Visual Aberrations V Pamplona, M Oliveira, D Aliaga, R Raskar, SIGGRAPH 2012 Displays that adapt to lack of eye-glasses using high resolution l |
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| Reflectance
Model for Diffraction T Cuypers, SB Oh, T Haber, P Bekaert, R Raskar, ToG to be presented at SIGGRAPH 2012 Augmented Light Fields to model wave effects with ray representation |
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2011 |
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CATRA: Cataract Probe with a Lightfield Display and a Snap-on Eyepiece for Mobile Phones V Pamplona, E Passos, J Zizka, M. Oliveira, E Lawson, E Clua, R Raskar, SIGGRAPH 2011 Interactive lightfield display that scans eye lens for cataracts and creates opacity and scattering maps |
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Thick 3D: Tomographic Image Generation for Attenuation-based Light Field and High Dynamic Range Displays Wetzstein, Lanman, Heidrich, Raskar, SIGGRAPH 2011 Creating glasses-free 3D displays using multi-layer patterns |
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Switchable Primaries Using Shiftable Layers of Color Filter Arrays Sajadi, Majumder, Hiwada, Maki, Raskar, SIGGRAPH 2011 Low light photography by adapting color filters on sensors |
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Highlighted Depth-of-Field Photography: Shining Light on Focus Kim, Horstmeyer, Kim, Raskar, ACM Transactions on Graphics (TOG paper to be presented at Siggraph 2011) Smart flash-camera combination that makes out of focus parts not only blurred but also dim |
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Single View Reflectance Capture using Multiplexed Scattering and Time-of-flight Imaging Naik,Zhao,Velten, Raskar, Bala, SIGGRAPH 2011 Femto-photography to identify materials from a single viewpoint |
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| 2010 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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NETRA: Interactive
Display for Estimating Refractive Errors and Focal
Range V Pamplona, A Mohan, M Oliveira, R Raskar, SIGGRAPH 2010 Shack Hartmann wavefront sensor via clip-on eyepice on cellphone |
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HR3D Content-Adaptive Parallax Barriers:
Optimizing Dual-Layer 3D Displays using Low-Rank
Light Field Factorization, D Lanman, M Hirsch, Y Kim, R Raskar, SIGGRAPH Asia 2010 Exploiting algebraic rank of lightfield displays for brighter and higher resolution 3D display |
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2009 |
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Paper: Bokode: Imperceptible Visual tags for Camera-based Interaction from a Distance A Mohan, G Woo, S Hiura, Q Smithwick, R Raskar, SIGGRAPH 2009 Long distance barcodes of size 3x3mm captured via ordinary cameras at 3 meters for id, and 6DoF pose (angle and distance). |
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Paper: Invertible Motion Blur in Video A Agrawal, Y Xi, R Raskar, SIGGRAPH 2009 Smarter image capture to make blur invertible in video frames and for producing the very first completely automatic motion deblurring system. |
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Paper: BiDi Screen: A Thin, Depth-Sensing LCD for 3D Interaction using Light Fields Matthew Hirsch, Douglas Lanman, Henry Holtzman, Ramesh Raskar, SIGGRAPH Asia 2009 A sensor layer, separated by a small distance from a normal LCD display captures lightfield when a mask image is displayed on the LCD to compute the distance to objects in front of the screen. |
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2008 |
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Paper: Glare Aware Photography: 4D Ray Sampling for Reducing Glare Effects of Camera Lenses R Raskar, A Agrawal, C Wilson, A Veeraraghavan SIGGRAPH 2008 First 'single-shot' approach to classify and reduce glare. We show that glare manifests as an outlier in 4D ray space and use a statistical approach to remove it by 4D sampling without reconstructing a 4D-lightfield. |
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Paper: Towards 6D Displays M Fuchs, Raskar, HP Seidel, H Lensch SIGGRAPH 2008 A method for embedding 4D and 6D data into 2D films and employing lenslet arrays so that an observer experiences encoded objects as if they are lit by real-world incident illumination. |
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Paper: Shield Fields: Heterodyned Shadows for Single-Shot Capture and Visual Hull Reconstruction of 3D Occluders Lanman, Raskar, Agrawal, Taubin SIGGRAPH ASIA 2008 A method for capturing shadows created due to multiple light sources using a mask and converting shadows into a 3D visual hull. |
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2007 |
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Paper: Coded aperture and Optical Heterodyning : A mask-based approach for Digital Refocusing and Light Field Acquisition by Conventional Cameras A Veeraraghavan, R Raskar, A Agrawal, A Mohan, J Tumblin SIGGRAPH 2007 We exploit Fourier domain remapping of 4D ray-space to capture 4D light field on a 2D sensor in a conventional camera using a transmissive mask. No lens array is used. |
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Paper: LumiNetra: High Speed Scene Point
Capture and Video Enhancement using Photosensing
Markers and Multiplexed Illumination R Raskar, H Nii, B de Decker, Y Hashimoto, J Summet, D Moore, Y Zhao,J Westhues, P Dietz, M Inami, S Nayar, J Barnwell, M Noland, P Bekaert, V Branzoi, E Bruns SIGGRAPH 2007 A high speed optical motion capture also measures orientation and incident illumination via photosensing tags. Imperceptible tags work in natural lighting, to support on-set mocap or real-time broadcast of virtual_sets. |
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Course: Computational Photography, Course details and Slides Course: Spatial Augmented Reality:Merging Real and Virtual Worlds Emerging Technologies : Illumination Sensitive Dynamic Virtual Sets, [More Details] |
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Paper:
Coded Exposure Photography: Motion Deblurring via
Fluttered Shutter R Raskar, A Agrawal, J Tumblin SIGGRAPH 2006 This method flutters the camera shutter open and closed with a binary pseudo-random sequence during exposure. Fast-moving objects are blurred, but sequenced shuttering preserves all spatial frequencies, simplifying the deblurring process. |
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| Course:
Computational
Photography, Course details
and Slides Course: Spatial Augmented Reality: A Modern Approach to Augmented Reality Emerging Technologies Booth showing real-time demonstration of a new 500 Hz Motion Tracking which costs only a few hundred dollars, [More Details] |
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2005 |
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Paper: Removing Photography
Artifacts Using Gradient Projection and
Flash-Exposure Sampling A Agrawal, R Raskar, S Nayar, Y Li SIGGRAPH 2005 We address three problems: over or under illumination at a given flash brightness, unwanted reflections in glass, and attenuation over depth. And show a strikingly simple technique based on local gradient analysis. |
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| Highlighted
Course:
Computational Photography, Course
details and Slides Course: Spatial Augmented Reality: A Modern Approach to Augmented Reality Panel: The Ultimate Display(My position: Pocket Projector) |
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2004 |
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Paper: Non-photorealistic Camera:
Depth Edge Detection and Stylized Rendering using
Multi-Flash Imaging R Raskar, K Tan, R Feris, J Yu, M Turk SIGGRAPH 2004 Flashlights cast annoying slivers of shadow around the subject. We locate shape contours by analyzing these cast shadows. We then use these silhouettes for artistic effects. But the contours can be used for many Computer and Machine vision applications. |
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Related Siggraph 2004 Activities and Publicity Emerging Technologies Booth showing real-time demonstration Siggraph 2004 cover Highlighted Paper Highlighted Emerging Technology activity, (More) Electronic Theater (conference video highlight) Student Poster (Specularities) |
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Paper:
RFIG Lamps: Interacting with Self-describing World
via Photosensing Wireless Tags and Projectors R Raskar, P Beardsley, J vanBaar, Y Wang, P Dietz, J Lee, D Leigh, T Willwacher SIGGRAPH 2004 It is difficult to precisely locate wireless tags using RF alone. But by adding a photosensor to these tags, we can locate using a hybrid RF+Optical scheme. We show this can be implemented in RFID tags and locate these tags using a pocket projector.
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Related Siggraph 2004 Activities and Publicity Emerging Technologies Booth showing real-time demonstration of handheld iLamps projectors Highlighted Paper |
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2003 |
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Paper:
iLamps: Geometrically Aware and Self-Configuring
Projectors R Raskar, J vanBaar, P Beardsley, T Willwacher, S Rao, C Forlines SIGGRAPH 2003 Related research on mobile phone-type with pocket projector. |
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| Course:
Projectors:
Advanced Geometric Issues in Applications |
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2002 |
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| Course:
Projector-Based
Graphics |
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2000 |
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Paper:
Image
Based Visual Hulls Matusik, Buehler, Raskar, Gortler, McMillan SIGGRAPH 2000 |
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Paper:
The
Office of the Future: Unification of Image-Based
Modeling and Immersive Displays R Raskar,G Welch, M Cutts, A Lake, L Stesin, H Fuchs, SIGGRAPH 1998 |
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Other Journal and Conference Papers |
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| Iterative aperture mask
design in phase space using a rank constraint R Horstmeyer, S B Oh, R Raskar, Optics Express 2010 |
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| Analysis of
Light Transport in Scattering Media Y.Mukaigawa, Y.Yagi, R.Raskar, CVPR 2010 (Oral) |
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| Descattering Transmission
via Angular Filtering J Kim, D Lanman, Y Mukaigawa, R Raskar, ECCV 2010 |
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| Image
Destabilization:Programmable Defocus using Lens and
Sensor Motion A Mohan, D Lanman, S Hiura, R Raskar, ICCP 2009 |
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| Looking Around the corner
using Transient Imaging A Kirmani, T Hutchison, J Davis, R Raskar. ICCV 2009, (oral, Marr Prize honorable mention) |
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| A Projector-Camera
Setup for Geometry-Invariant Frequency
Demultiplexing D. A. Vaquero, R. Raskar, R. S. Feris, and M. Turk. CVPR 2009 |
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| Optimal Single Image
Capture for Motion Deblurring Amit Agrawal and Ramesh Raskar CVPR 2009 |
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| 3D Pose Estimation and
Segmentation using Specular Cues Ju Yong Chang, Amit Agrawal, Ramesh Raskar CVPR 2009 |
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| Multiflash Stereopsis:
Depth-Edge-Preserving Stereo with Small Baseline
Illumination Rogerio Feris, Ramesh Raskar, Longbin Chen, Kar-Han Tan, Matthew Turk IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 30(1): 147-159 (2008) |
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Agile Spectrum Imaging:
Programmable Wavelength Modulation for Cameras
and Projectors A Mohan, R Raskar, J Tumblin Eurographics 2008 |
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| Sensing increased image
resolution using aperture masks Ankit Mohan, Xiang Huang, Jack Tumblin, Ramesh Raskar CVPR 2008 |
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| Non-Refractive Modulators
for Encoding and Capturing Scene Appearance and Depth Ashok Veeraraghavan, Amit Agrawal, Ramesh Raskar, Ankit Mohan and Jack Tumblin CVPR 2008 |
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| Characterizing the Shadow
Space of Camera-Light Pairs Daniel A. Vaquero, Rogerio S. Feris, Matthew Turk, Ramesh Raskar CVPR 2008 |
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| Capturing Images with
Sparse Informational Pixels using Projected 3D Tags Li Zhang, Neesha Subramaniam, Robert Lin, Ramesh Raskar, Shree K. Nayar IEEE-VR 2008: 11-18 |
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Resolving
Objects
at Higher Resolution from a Single
Motion-Blurred Image A Agrawal, R Raskar CVPR 2007 (Oral) |
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Automatic
Image Retargeting Setlur, V., Takagi, S., Raskar, Ramesh., Gleicher, M., and Gooch, B. Mobile and Ubiquitous Multimedia (MUM) 2005, ACM Press 2005. Related research on Computational Photography. Related wonderful research on Seam Carving and Context Aware Resizing. |
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| Videoshop:
A
new framework for spatio-temporal video editing in
gradient domain Hongcheng Wang, Ning Xu, Ramesh Raskar and Narendra Ahuja Graphical Models Volume 69, Issue 1, Pages 1-88 (January 2007) |
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| Detecting and Segmenting
Un-occluded Items by Actively Casting Shadows Tze Koh, Amit Agrawal, Ramesh Raskar, Steve Morgan, Nicholas Miles and Barrie Hayes-Gill ACCV 2007 (oral presentation) |
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Edge
Suppression
by Gradient Field Transformation Using
Cross-Projection Tensors A Agrawal, R Raskar, R Chellappa CVPR 2006, New York, NY |
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| What
is the Range of Surface Reconstructions from a
Gradient Field? A Agrawal, R Raskar, R Chellappa ECCV 2006 (Oral), Graz, Austria |
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| Discontinuity
Preserving
Stereo with Small Baseline Multi-Flash Illumination R Feris, R Raskar, L Chen, K Tan, M Turk ICCV 2005 (Oral), Beijing |
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| An
Algebraic
Approach to Surface Reconstruction from Gradient
Fields A Agrawal, R Chellappa, R Raskar ICCV 2005, Beijing |
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| Photosensing Wireless
Tags for Geometric Procedures R Raskar, P Dietz, P Beardsley, J vanBaar Communication of the ACM (Invited Article) Sept 05 |
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Why
I
Want a Gradient Camera J Tumblin, A Agrawal, R Raskar CVPR 2005, San Diego, CA |
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Quadric Image
Transfer for Immersive Curved Screen Displays R Raskar, J vanBaar, T Willwacher, S Rao Eurographics 2004, Grenoble, France |
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| Automatic
Projector
Calibration with Embedded Light Sensors Lee, J.C.; Dietz, P.H.; Maynes-Aminzade, D.; Raskar, R.; Hudson, S.E. UIST 2004 |
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| Display
Grid R Raskar, J vanBaar, P Beardsley SID (Society for Information Display) 2004 (Comparison of Compute Grid with Projector-based Display Grid) |
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| Seamless
Video
Editing H Wang, R Raskar, N Ahuja ICPR 2004 |
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| Image Fusion for Enhancing Context
in Images and Video R Raskar, A Ilie, J Yu ACM Nonphotorealistic Animation and Rendering (NPAR) 2004, Annecy, France ( Results, Project) |
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| The
Large Display Dilemma R Raskar Invited Talk at Pro-Cams workshop, Nice, France, Oct 2003 (Slides) |
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| Blending
Multiple Views R Raskar, K Low Pacific Graphics 2002, Beijing, China |
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Merging
Fossil
Specimens with Computer-Generated Information Bimber, Gatesy, Witmer, Raskar, Encarnacao IEEE Computer, Sept 2002 |
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Free
Form Sketching Using Variational Implicit Surfaces O Karpenko, John F Hughes, R Raskar Eurographics 2002, Saarbruken, Germany |
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Cartoon
Diorama
in Motion R Raskar, R Ziegler, T Willwacher NPAR 2002, Annecy, France |
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A Self
Correcting Projector R Raskar, P Beardsley IEEE CVPR, Lihue, 2001 Related research on pocket projector. |
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Shader Lamps R Raskar, G Welch, K Low, D Bandyopadhyay Eurographics Workshop on Rendering, London, 2001 |
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Hardware
Support for Non-photorealistic Rendering R Raskar Siggraph/Eurographics Graphics Hardware, LA, 2001 Source Code |
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A
Low Cost Projector Mosaic R Raskar, J vanBaar, J Chai ACCV 2002 Related research on projectors. |
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Interacting
with Spatially Augmented Reality R Raskar, K Low ACM Afrigraph, 2001 |
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Dynamic
Shader Lamps: Painting on Real Objects D Badyopadhyay, R Raskar, H Fuchs IEEE ACM Int. Symp. on Augmented Reality (ISAR), New York, 2001 Related research on Projector Based Augmented Reality. |
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Projected
Imagery
in Your Office of the Future G Welch, H Fuchs, R Raskar, M Brown, H Towles IEEE Computer Graphics and Applications, November 2000 |
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Immersive
Planar Displays using Roughly Aligned Projectors
R Raskar IEEE VR 2000, March 2000, NJ |
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Multi-Projector
Displays
using Camera-Based Registration R Raskar, M Brown, R Yang, W Chen, G Welch, H Towles, B Seales, H Fuchs IEEE Visualization 99, Oct 1999, San Francisco, CA |
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Tabletop
Spatially Augmented Reality: Bringing Physical
Models to Life using Projected Imagery
R Raskar, G Welch, W Chen Second Int Workshop on Augmented Reality (IWAR'99), October 1999, San Francisco, CA |
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Oblique
Projector Rendering on Planar Surfaces
R Raskar ACM Siggraph 99 Sketch |
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Image Precision
Silhouette Edges R Raskar, Michael Cohen Symposium on Interactive 3D Graphics, Atlanta GA, April 1999 Source Code |
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Efficient
Image
Generation
for Multiprojector and Multisurface Displays
R Raskar, Matt Cutts, Greg Welch, Wolfgang Stuerzlinger Ninth EuroGraphics Rendering Workshop,(Appeared in Drettakis, G., Max, N. (eds.), Rendering Techniques '98. Proceedings of the Eurographics Workshop in Vienna, Austria, June 1998 |
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Seamless
Projection
Overlaps Using Image Warping and Intensity Blending
R Raskar, G Welch, Henry Fuchs Fourth International Conference on Virtual Systems and Multimedia, Gifu, Japan. Nov 1998. |
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Spatially
Augmented
Reality R Raskar, G Welch, H Fuchs First International Workshop on Augmented Reality, San Francisco CA, Nov 1998. |
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Augmented
Reality Visualization for Laparoscopic Surgery
H Fuchs, M Livingston, R Raskar and others First International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention 1998. |
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Simulation,
Animation
and Analysis of Design Disassembly for
Maintainability Analysis R Vujosevic, R Raskar, N Yetukuri International Journal of Production Research, November 1995 |
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Incremental
Path
Generation for 6-DOF Robots Ninth International Congress of Cybernetics and Systems, New Delhi, January 1993. |
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Courses |
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Patents and Applications |
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Press |
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Coverage
on Camera Culture group
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Books |
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Computational
Photography:
Mastering New Techniques for Lenses, Lighting, and
Sensors |
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Presentations and Talks |
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• Stereoscopic
Displays
& Applications, Jan 2011, San Francisco, CA
(Keynote) Invited Presentations • National
Academy
of Engineering, Frontiers of Engineering,
Sept 2010 Panels Symposium on Computational
Photography and Video at MIT, What Will a Camera
Look Like in 20 Years ? May
2005 (Organizer) Papers Committee:
Siggraph
2007,
Siggraph 2008, Siggraph Asia 2009, Siggraph
Asia 2010, Siggraph 2011 Program Committee:
International Conference on Computer Vision
(IEEE ICCV)
2005, 2007
2010
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