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MPM wählt Digital Projection für Cave in französischem Forschungszentrum
Der Integrationsspezialist MPM Equipement hat sich für eine temporäre Cave-Installation in einem der Labore von CEA Tech - dem Technologie-Forschungszweig der CEA, der französischen Behörde für Atomenergie und alternative Energien - für den E-Vision-Laser 10K von Digital Projection entschieden.
Das sich über 3.300 m² erstreckende Labor der CEA in Grenoble - auch als Y.Spot bekannt - ist ein sogenanntes offenes Innovationszentrum, das vor allem für die Entwicklung eines breiten Technologie-Portfolios für die IKT, die Energiebranche und das Gesundheitswesen genutzt wird, aber auch zur Verbreitung neuer Technologien für die Industrie und somit eine Brücke zwischen Forschung und Wirtschaft schlägt. Durch seine Arbeit im Y.Spot kann CEA Tech Unternehmen auch den Zugang zu Schlüsseltechnologien verschaffen, die von anderen CEA-Unternehmensbereichen entwickelt werden.
Die als Sirce („Smart Immersive Room for Circular-Vision Experiment“) bekannte Installation wurde von dem Ingenieur und Szenographen Frédéric Ravatin von Creatime in Form von drei gestutzten Pyramiden mit einer Grundfläche von fünf Quadratmetern (+/-10 % Variable je nach Prototyp und Konfiguration des Raums) entworfen. Im Inneren dienen der Boden und drei der Seitenflächen als 3D-Reliefbildschirme, auf denen Umgebungen und Objekte reproduziert werden und auch 3D-Videokonferenzen stattfinden können.
Obwohl in der Cave bis zu 25 Personen Platz finden, wird sie normalerweise von fünf bis zehn Personen genutzt. Alle Besucher werden für ein immersives Erlebnis dazu aufgefordert, eine Xpand-3D-Brille zu tragen, wenn auf die vier synchronen, aufeinander ausgerichteten Bildschirme stereoskopische Inhalte projiziert werden.
Da die Seitenwände von Sirce mit einem Winkel von 26° nach innen geneigt sind, kann es bei der Stereoskopie zu gravierenden Verzerrungen der Perspektive und zu Überhöhungen kommen, wodurch die virtuelle Umgebung viel größer erscheint als sie tatsächlich ist. So haben Benutzer das Gefühl, über die Grenzen der Cave hinausblicken zu können.
Nach einer Testphase kam MPM zu dem Schluss, dass die einzige Methode, die durch die geneigten Bildschirme verursachten Deformationen auszugleichen, darin bestand, den Weg des Lichts vom betrachteten Objekt zu den Augen des Betrachters nachzuahmen. Dazu wurde auf den Bildschirmen auf den Pixel genau simuliert, wo der Lichtstrahl verlaufen müsste, wenn sich der Betrachter wirklich in dieser Umgebung befände, die hier virtuell erzeugt wird.
„Im Grunde projizieren wir die Wahrnehmung der Leute“, sagt Nicolas Jeanselle, Projektleiter bei MPM Equipement. Das Team stellte daher für jeden Bildschirm ungefähr dort zwei virtuelle Kameras auf, wo sich die Augen des Betrachters befinden würden (eine Kamera für das linke Auge und eine für das rechte), in diesem Fall etwa 1,60 Meter vom Boden entfernt. Für jede der vier Projektionsflächen (links, vorn, rechts, Boden) wurden zwei Kameras benötigt, insgesamt also acht, die in vier „Rigs“ mit jeweils zwei Kameras gruppiert wurden. Die linken und rechten Kameras jedes Rigs waren 6,5 cm voneinander entfernt (der durchschnittliche Abstand zwischen den Augen des Menschen) und perfekt parallel, ohne Konvergenz.
„Diese Informationen werden aufgezeichnet und ermöglichen uns, ein künstliches Modell von Sirce im richtigen Maßstab zu erstellen, da die genommenen Maße und Winkel mit einem Lasermessgerät erfasst werden“, erklärt Jeanselle. „Anschließend verwenden wir die gleichen Kameras, als wären sie Projektoren, und verleihen den Innenseiten der Cave eine Struktur. Alles, was noch übrig bleibt, ist, die Strukturen der Seiten zu erfassen, sodass sie im realen Sirce abgebildet werden können - und für den realen Betrachter die Illusion erzeugen.“
Sobald die Informationen aufgezeichnet worden sind, müssen sie in Echtzeit - mithilfe des TouchDesigners von Derivative - an fünf E-Vision-Laser 10K von Digital Projection gesendet werden, um sie mit Sirce zu projizieren. „Wir brauchten ein wartungsarmes Gerät, das 10.000 Lumen erzeugen kann, mit einer Linse mit sehr kurzer Gegenstandsweite, die auf einer Achse mit dem Zentrum der Cave sein konnte“, so Jeanselle. „Laser waren aus Umweltgesichtspunkten ebenfalls Pflicht, genau wie eine geringe Geräusch- und Wärmeentwicklung in dem relativ kleinen Zelt zu garantieren.“
Für diese Anwendung musste der Videoprojektor mit zwei 120-Hz-Videoströmen gespeist werden (mithilfe eines Anschlussmodus’ namens Dual Pipe), damit jedes Gerät mit einer bestimmten Frequenz sehr schnell zwischen zwei Videoquellen - in diesem Fall dem linken und rechten Auge - hin- und herwechseln konnte.
(Fotos: CEA/Creatime)
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