Themenschwerpunkt Simulation und Rendering

Teilprojekt 2.6: Multi-Resolution-Projektionsumgebungen

Zielstellung: Entwicklung eines dynamischen Bild-In-Bild-Verfahrens für hohe Bild-Auflösungen in Stereo-Projektionssystemen

Derzeit erfolgt die Bild-Wiedergabe in Virtual-Reality-Systemen häufig durch den Einsatz von Rückprojektions-Systemen. Die dabei eingesetzten Projektoren gängiger Auflösung projizieren meist auf eine relativ große Leinwand-Fläche, wodurch die dargestellten Pixel groß erscheinen und feine Strukturen in den dargestellten Bildern nur ungenau wiedergegeben werden können. Aus diesem Grund werden derzeit vereinzelt Systeme mit Projektoren von sehr hoher Auflösung genutzt, die heute noch sehr kostspielig sind. Eine andere Lösung stellen gekachelte Anzeigen dar, bei denen sehr viele, nebeneinanderliegenden Projektoren zum Einsatz kommen. Auch so kann eine hohe Anzahl von Pixeln auf der Leinwand dargestellt werden. Dieser Ansatz ist allerdings sehr wartungsintensiv und wie auch der erste Ansatz sehr teuer. Das IAO begegnet dieser Problematik mit dem Ansatz, ein dynamisches Bild-in-Bild-Verfahren für Projektionsanzeigen zu entwickeln, um ein hochauflösendes, stereoskopisches Inlaybild im niedriger aufgelösten Projektions-Gesamtbild zu projizieren. Die Inlay-Position soll dynamisch der Blickrichtung des Benutzers folgen oder mittels Eingabegerät vorgegeben werden können, um im Sichtfeld die Inhalte stets mit hoher Auflösung darstellen zu können.

Zur Positionierung der Projektorbilder werden am IAO derzeit zwei Verfahren untersucht. Hierbei wird die Umlenkung des Strahlengangs der Inlayprojektoren einerseits durch drehbar angeordnete Spiegel realisiert, die durch Elektromotoren zweiachsig rotiert werden können. Dies ist eine besonders kostengünstig realisierbare Methode, die jedoch durch das schräg auftreffende Bild an der Leinwand eine aufwändige, projektive Entzerrung erfordert. Zum Anderen wird die Positionierung des Inlays durch Verfahren der Inlay-Projektoren mittels einer entsprechenden mechanischen Vorrichtung parallel zur Leinwand ermöglicht. Hierzu wird eine horizontale und vertikale Führungsachse für die Lateral-Bewegung entwickelt, welche die zwei Inlay-Projektoren für das Inlay-Bild des rechten und linken Auges an beliebige Positionen innerhalb der Leinwandgröße führen kann. Der mechanische Aufwand und die Kosten liegen bei dieser Lösung höher, bei dem Inlay-Bild muss jedoch keine Kompensation der projektiven Verzerrung vorgenommen werden und die Abbildungsqualität ist durch den, über die Inlay-Bildfläche hinweg gleichbleibenden Projektionsabstand höher.

Diese selektiv hochauflösenden, großflächigen Projektionssysteme können wesentlich günstiger ausgeführt werden, als bestehende, vollflächig hochauflösende Anlagen. Die Verfahren erfordern eine opto-mechanische Konstruktion zur Inlay-Positionierung sowie die Softwareimplementierung für angepasstes Rendering, Bildkalibrierung und eine entsprechende Benutzungsschnittstelle.

Kontakt

Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO
Dipl.-Ing. Frank Haselberger
Geschäftsfeld Engineering Systeme
Nobelstraße 12
70569 Stuttgart
Deutschland
Telefon: +49 711 970-2231

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