MPM выбирает Digital Projection для инновационной системы CAVE в ведущем исследовательском центре Франции

SIRCE CAVE projection

Компания MPM Equipement, которая специализируется на интеграции, выбрала проекторы Digital Projection E-Vision Laser 10K для установки временной комнаты виртуальной реальности (CAVE) в одном из научно-исследовательских центров CEA Tech, который входит в подразделение технологических исследований Комиссариата по атомной и альтернативным видам энергии Франции (CEA).

НИИ комиссариата CEA в Гренобле площадью 3300 кв.м под названием Y.SPOT известен как открытый инновационный центр, основная задача которого – разработка широкого портфолио технологий для ИКТ, энергетики и здравоохранения, а также распространение новейших технологий в промышленности; что позволяет эффективно устранять разрыв между миром научных исследований и бизнеса. Благодаря своей работе в центре Y.SPOT (который приветствует сотрудничество с промышленностью, малым и средним бизнесом, студентами, архитекторами и дизайнерами), CEA Tech также имеет возможность предоставлять бизнесу доступ к ключевым инновационным технологиям, а также тем, которые разрабатываются другими производственными подразделениями CEA.

Подобно CEA Tech, у компании MPM Equipement также есть опыт работы в разнообразных сферах – они начинали с установки оборудования для театров, концертных залов и музеев, а потом перешли к конференц-залам, залам заседаний, объектам для проведения спортивных мероприятий, встреч, конференций и выставок.

SIRCE CAVE projection

«Мы также помогаем клиентам с преобразованием в цифровой формат их предложений с новыми инструментами коммуникации на базе концепции BYOD (использование собственных устройств сотрудников) или автоматизацией», – говорит Николас Джинсель, руководитель проектов компании MPM Equipement. «Мы гордимся тем, что являемся специалистами по всем компонентам, связанным с аудиовизуальной техникой, и работаем над тем, чтобы они все функционировали и обменивались данными. Если быть точным, камеры автоматической виртуальной среды (CAVE) не являются нашей основной сферой деятельности, но этот проект представляет собой нечто гораздо большее, чем комната CAVE».

Установка, известная под названием SIRCE (Интеллектуальное помещение с эффектом погружения для экспериментов с круговым обзором), была разработана инженером и сценографом Фредериком Раватеном из CREATIME в форме трех усеченных пирамид, размещенных на основе площадью 5 кв.м (которая может изменяться +/- 10% в зависимости от прототипов и конфигурации пространства). Внутри основа и три поверхности пирамид служат в качестве трехмерных экранов под углами, которые могут использоваться для воссоздания разных видов среды и объектов, и даже проведения видеоконференций в 3D.

SIRCE CAVE projection

Хотя в виртуальную комнату CAVE помещается до 25 человек, обычно ее используют от 5 до 10. Всем посетителям предлагают надеть активные очки XPAND 3D, для того чтобы они получили ощущение полного погружения, когда стереоскопический контент проецируется на четыре синхронизированных и согласованных экрана.

Поверхности SIRCE размещены с наклоном внутрь под углом 26°. Это позволяет выводить и развивать в стереоскопическом восприятии значительные искривления перспективы, из-за чего виртуальное пространство может казаться намного большим, чем оно есть на самом деле. В результате у пользователя может возникнуть ощущение того, что он смотрит «за пределы» стен виртуального помещения CAVE, воссоздавая больший мир, размеры и пространство которого по-прежнему выглядят «обычными» (это явление называется «ортостереоскопией»).

Проекция восприятия

«Сценограф проекта выиграл тендер на реконструкцию принадлежащего CEA научного центра Y.SPOT, в котором установлено помещение CAVE», – сказал Джинсель. «Идея была в том, чтобы создать виртуальное пространство, в котором можно демонстрировать любые аудиовизуальные материалы и контент с эффектом погружения». В прошлом компания MPM уже работала с Фредериком Раватеном в ряде проектов, включая самый крупный в Европе музей – пресноводный аквариум-виварий Aquatis в Швейцарии.

После продолжительного периода тестирования, MPM пришла к выводу о том, что единственный метод, который можно использовать для компенсации деформаций, вызванных наклоном экранов – это воссоздание пути, который свет проходит от рассматриваемого объекта до глаз зрителя; симулируя на экранах, с точностью до пикселя, где должен проходить луч света, если бы в таком виртуальном пространстве находился настоящий зритель.

Как лаконично выразился Джинсель, «на самом деле, мы даем проекцию человеческого восприятия».

SIRCE CAVE projection

Для каждого экрана команда разместила две виртуальные камеры примерно в том месте, где будут находиться глаза зрителя (в этом случае на высоте примерно 1,6 м от земли); одну для левого глаза, которая отмечена красным цветом, и другую – для правого (отмечена синим). Для каждой из четырех проекционных поверхностей (левой, фронтальной, правой и нижней) было нужно по две камеры – всего восемь камер, сгруппированных в четыре «связки» по две. Левые и правые камеры каждой связки находились на расстоянии 6,5 см друг от друга (среднее расстояние между глазами человека) строго параллельно без конвергенции.

«Эти данные записываются, что позволяет нам создавать синтетическую модель SIRCE в необходимом масштабе, благодаря считыванию принимаемых расстояний и углов с помощью лазерного измерителя», – рассказал Джинсель. «Потом мы используем те же самые камеры, как если бы они были проекторами, подающими текстуру на внутренние поверхности помещения CAVE. Остается только записать текстуры для поверхностей таким образом, чтобы их можно было перенести в настоящее пространство SIRCE – и таким образом создать иллюзию для реального зрителя».

После того как информация записана, ее следует отправлять в реальном времени – используя программу TouchDesigner компании Derivative – на пять цифровых проекторов Digital Projection E-Vision Laser 10K для проецирования в пространство SIRCE.

«Нам нужен был неприхотливый в обслуживании аппарат, способный подавать изображение с мощностью светового потока в 10 000 люменов, с очень короткофокусным объективом, который мог бы размещаться на одной оси с центром помещения CAVE», – рассказывает Джинсель. «Также нам обязательно нужно было использовать лазер с точки зрения защиты окружающей среды. К тому же, он обеспечивает низкий уровень шума и тепловыделения в относительно небольшом шатре. Проекторы компании Digital Projection с запасом подходили по всем этим критериям, а также предлагали очень хорошее соотношение цены, функциональных характеристик и качества. Кроме того, мы получили партнера, который мог сопровождать нас на протяжении всего этапа разработки концепции, а также после него».

В этой установке, на видеопроектор необходимо подавать два потока видеоданных с частотой 120 Гц (режим подключения с двойной обработкой Dual Pipe), чтобы позволить каждому блоку мгновенно переключаться, в точном соответствии с частотой, между двумя источниками видео – в данном случае, левым и правым глазом. Из-за этой потребности, а также из-за того, что проекторам нужна была возможность справляться со многими разными типами трехмерных изображений, команде пришлось провести очень сложный этап калибровки.

«Это был длительный процесс, но качество производственной калибровки, проведенной до того, как мы получили проекторы, оказалось очень впечатляющим», – сказал Джинсель. «Между агрегатами не было никаких расхождений, даже если они не принадлежали к одной и той же партии».

Он добавил: «Компания Digital Projection работала просто потрясающе на протяжении всего процесса. Они одолжили нам проекторы на несколько недель, чтобы мы могли испытывать их в связке со всеми остальными устройствами и контентом. Директор по продажам Digital Projection во Франции Стефан Бурдон и его команда всегда были на связи; не возникало никаких проблем, они всё выполняли по графику, а также проделали колоссальную работу перед продажей. Без них мы бы просто не смогли справиться с этой задачей».

Хотя окончательную отладку установки пришлось отложить из-за постоянных задержек, вызванных пандемией Covid-19, Джинсель уверен, что заказчик все время был очень доволен ходом проекта.

«Если зритель становится точно туда, где находятся камеры, иллюзия – безупречна, даже в стереоскопии», – говорит он. «Опыт, который мы получили на этапе разработки и испытаний – вместе с оборудованием и программным обеспечением мирового класса – позволил нам обеспечить ощущение погружения наивысшего качества. Даже если одновременно присутствует полдюжины зрителей, сохраняется невероятно впечатляющий эффект».

В заключение, впечатлениями поделилась Тиана Дельом, Руководитель Службы приема инновационного центра Y.SPOT CEA: «У нас было очень хорошее управление со стороны MPM в условиях невероятно сложного и инновационного проекта», – сказала она. «MPM продемонстрировала невероятную доступность и гибкость во многих случаях, а также своевременно выполнила все задачи и управляла проектом от начала до конца. Мы очень довольны завершенной установкой и с нетерпением ожидаем ее использования в предстоящие годы».

Фотографии предоставлены ©CEA Grenoble / Y.SPOT