Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej - Politechnika Gdańska
Jak stworzyć środowisko wirtualnej rzeczywistości o najwyższym możliwym stopniu zanurzenia, bez przeciążania użytkownika zbyt dużą ilością urządzeń do noszenia? Naukowcy Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki (ETI) Politechniki Gdańskiej znaleźli rozwiązanie. Nowe Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej posłuży im jako narzędzie do badania technologii wirtualnej rzeczywistości.
Profesor Krzysztof Goczyła, dziekan Wydziału ETI: "VR na pewno jest jednym z najszybciej rozwijających się gałęzi współczesnej nauki. Jako lider, potrzebujemy najbardziej zaawansowanych rozwiązań do badania możliwości tej rewolucyjnej Technologii". Zespół ETI chciał konfigurację VR gwarantującą najwyższy możliwy stopień zanurzenia - nieograniczoną swobodę przemieszczania się i stereoskopową projekcję 3D - bez przeciążania użytkownika sprzętem.
Integra AV, wiodący integrator systemów AV oraz VR, zaprojektował i zainstalował wielokanałowy system projekcji 3D, którego powierzchnia projekcyjna składają się z:
- sześciu kwadratowych ekranów o boku 3,4m
- zastosowane ekrany przeznaczone są do projekcji tylnej co daje nam komorę bezcieniową
- ekran podłogowy przystosowany do wprowadzenia Sferycznego Symulatora Chodu
- ekran drzwiowy zamontowany na elemencie ruchomym o dużej precyzji
Technologia zastosowanej projekcji 3D:
- Pasywny system projekcji stereoskopowej 3D Infitec+
- Aktywny system projekcji 3D oparty na okularach migawkowych
- 12 Projektorów BARCO Galaxy
Sterowanie aplikacjami 3D:
- System śledzenia ruchu AR-Tracking
- Sferyczny symulator chodu
Środowisko
- Unity
- C++
- OpenGL
- Linux
- Microsoft
Firma Integra AV kompleksowo zajęła się wyposażeniem Laboratorium zanurzonej wizualizacji Przestrzennej. Ponad system wirtualnej rzeczywistości zainstalowane zostały: komputery sterujące, system zasłon sterowanych elektrycznie, system monitoringu i podglądu jaskini, system awaryjnego otwarcia drzwi oraz platforma jezdna umożliwiająca wprowadzanie symulatora chodu.
12 Projektorów Barco Galaxy NW7 wyświetla obrazy na wszystkie sześć ekranów. "Wybraliśmy Barco ze względu na wysoką jakość obrazu 3D, łatwość obsługi oraz niezawodność", mówi właściciel Integra AV, Jarosław Patschull.
Systemy Śledzenia Ruchu
Niezbędnym elementem systemu wirtualnej rzeczywistości jest system śledzenia ruchu. W laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej zainstalowany został system śledzenia ART. Wybór tego producenta spowodowany był :
- poziomem zaawansowania
- niezawodnością
- dużą dokładnością
- niską latencją
Systemy śledzenia ruchu są nieodłącznym elementem technologii wirtualnej rzeczywistości. Konfiguracja zastosowana w laboratorium składa się z:
- 4 kamery śledzące
- Flystick - sterownik oprogramowania
- Zestaw nagłowny wyposażony w markery pasywne
W zastosowanej konfiguracji kamery śledzące rejestrują kierunek patrzenia użytkownika, co pozwala na komputerowe generowanie perspektywy dla wyświetlanej grafiki 3D. Proces ten pozwala na stworzenie wrażenie zanurzenia i jest określany jako współczynnik immersji. Oprócz doskonałej projekcji 3D na poziom immersji wpływa jeszcze kilka innych czynników. Instalacja w laboratorium jest świetną podstawą do rozwijania technik śledzenia ruchu za pomocą takich narzędzi jak finger tracking, eye tracking czy też body motion tracking.
Jaskinia w konfiguracji ze Sferycznym symulatorem chodu
Integrator systemu opracował oprogramowanie, skonfigurował komputery, dostarczył ażurową sferę oraz zaprojektował dla niej platformę jezdną, co czyni instalację jeszcze bardziej wyjątkową.
Użytkownik jaskini może być umieszczony w transparentnej "sferze" o średnicy 3m, która opiera się na rolkach i jest wyposażona system śledzenia ruchu. Kiedy osoba zaczyna chodzić, kula obraca się, wywołując zmiany w generowanych komputerowo obrazach na ekranach. W ten sposób,możemy stworzyć iluzję ruchu, bez zmiany położenia ekranu oraz bez żadnych ręcznych kontrolerów", powiedział dr Jacek Lebiedź, kierownik laboratorium.
Inżynierowie firmy Integra AV wykonali pierwszą na świecie instalację łączącą pełny system projekcji z symulatorem chodu. Bardzo poważnym wyzwaniem było wprowadzenie 500 kilogramowego symulatora chodu na powierzchnię cienkiej i delkatnej warstwy projekcyjnej rozpylonej na akrylowej tafli ekranu nazywanej coatingiem. Kolejnym krytycznym wyzwaniem było opracowanie bezpiecznego systemu wprowadzania i wyprowadzania symulatora.
"Jesteśmy bardzo zadowoleni, że mogliśmy zapoczątkować nasze badania środowiska wirtualnej rzeczywistości w Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej", powiedział profesor Henryk Krawczyk, rektor Politechniki Gdańskiej. "Nasi studenci mają teraz niezliczone możliwości do tworzenia wszelkiego rodzaju modeli 3D."
