Software pro 3D projekci a řízení speciálních efektů
Ing. Evžen Thöndel, Ph.D. (thoendel.jr@pragolet.cz)
Úvod
Většina informací, které člověk získává z okolí je ve formě vizuálního vjemu, proto převážná část simulátorů obsahuje v dnešní době nějakou formu vizualizačního systému. Každý zdravý člověk je schopen díky páru očí vnímat okolní svět prostorově neboli třírozměrně. Cílem simulační techniky je, co možná nejvěrněji napodobovat reálná zařízení, proto použití třírozměrného vizualizačního systému je logické, neboť dále přibližuje simulátor realitě.
Tento článek představuje software vyvinutý firmou Pragolet, s.r.o. pro pasivní projekci 3D filmů. Popud na vývoj tohoto programu vzešel od firmy Funzone Family Entertainment Centres sídlící ve městě Hyderabad (Indie). V současné době tato firma testuje náš software pro použití v malých a středně velkých 3D kinech.
Princip 3D projekce
Existuje celá řada technik 3D projekce. Základním principem však zůstává oddělení obrazu pro levé a pravé oko, proto se také tyto techniky nazývají stereoskopie. Hrubým rozdělením můžeme techniky stereoskopie rozdělit na pasivní a aktivní.
Aktivní stereoskopie využívá pro vytvoření prostorového vjemu elektricky ovládané brýle (shutter glasses), které synchronně s obrazem přepínají průhled buď pro levé nebo pravé oko v závislosti na tom, který obraz je právě promítán na zobrazovací plochu. Výhodou této technologie je velmi kvalitní prostorový efekt. Nevýhodou jsou vysoké pořizovací náklady a složitá údržba. Aktivní stereoskopie je vhodná jen pro menší počet diváků.
Pasivní stereoskopie využívá různých filtrů pro oddělení levého a pravého obrazu
promítaného zároveň na stejnou zobrazovací plochu. Nejjednodušší metoda je tzv. anaglyph, která pro oddělení obrazu používá
filtraci v barevném spektru. Jedná se o velmi levnou metodu, která nevyžaduje téměř žádné speciální hardwarové nároky.
Výsledný obraz ale vykazuje velkou ztrátu v barvě.
Nejčastější metoda pasivní stereoskopie, která se používá při velkém počtu
diváků, je metoda založená na polarizaci světla. Obrazy pro levé a pravé oko jsou promítány na stejnou zobrazovací plochu,
ale každý má jinou polarizaci (horizontální a vertikální). Je zapotřebí dvou projektorů s polarizačními předsádkami a
speciálního plátna, které nemění polarizaci dopadajícího světla. Výsledný efekt není zatížen barevnou deformací jako v případě
anaglyphu. Pořizovací náklady jsou však vyšší kvůli dvojici projektorů a speciálního plátna.
Software pro přehrávání 3D filmů vyvinutý firmou Pragolet, s.r.o.
Software vyvinutý firmou Pragolet, s.r.o. je určen pro pasivní stereoskopii založenou na polarizaci světla (metoda anaglyph nevyžaduje speciální software). Základním požadavkem na softwarový stereopřehrávač je schopnost přehrávat synchronně dva video soubory (levý a pravý). Projekce pro větší počet diváků vyžaduje video s velmi vysokým rozlišením, což klade také vysoké nároky na hardware počítače (zejména na grafickou kartu). Z toho vyplývá druhý požadavek na softwarový stereopřehrávač - možnost distribuce úlohy přehrávaní na více počítačů při zachování synchronizace obrazu (framesync).
Obr. 1: MultiPlayer.
Na obrázku 1 je ukázán software navržený pro platformu Windows splňující výše uvedené požadavky. Program je postavený na technologii DirectShow, která využívá pro přehrávání graf vhodně propojených multimediálních filtrů. Tato technologie je v oblasti multimedií na platformách Windows v podstatě standardem. Díky tomu je možné přehrávat libovolný multimediální soubor, pro který je v počítači nainstalován příslušný codec.
V programu MultiPlayer je implementován vlastní multimadiální filtr, který slouží pro synchronizaci časovače v případě distribuce přehrávání na více počítačích. Hodinový signál je vysílán po klasické ethernetové síti (UDP protokol), takže není vyžadován žádný speciální hardware. Tato vlastnost umožňuje využití programu MultiPlayer i v jiných aplikacích, kde je vyžadována synchronizace obrazu (Video Wall).
Více informací je možné nalézt v dokumentaci.
Software pro synchronizaci efektů s 3D projekcí vyvinutí firmou Pragolet, s.r.o.
Často se spolu s 3D projekcí používá synchronizace různých doprovodných efektů (světelné záblesky, kouř atd.), které dále umocňují zážitek z promítaného filmu. Přehrávač představený v předchozím odstavci umožňuje řídit až 16 nezávislých digitálních kanálů. Pro účely programování těchto kanálů byl vytvořen program uvedený na obrázku 2, který snadnou intuitivní formou dovoluje uživateli vytvořit řídicí datový soubor.
Obr. 2: Program pro synchronizaci efektů.
Instalace programu pro firmu Funzone Family Entertainment Centres (Hyderabad / Indie)
Oba výše jmenované programy byly nainstalovány v březnu roku 2008 ve firmě Funzone Family Entertainment Centres, která sídlí ve městě Hyderabad (Indie). Tato firma se zabývá vývojem a výrobou zábavních zařízení a s firmou Pragolet, s.r.o spolupracuje.
Obr. 3: Software pro přehrávání 3D filmů instalovaný ve firmě Funzone Family Entertainment Centres v Hyderabadu (Indie).
Reference
- Pragolet, s.r.o. Pragolet, s.r.o. [Online]. [Cit. 6. 10. 2008] (http://www.pragolet.cz).
- E. Thoendel, Multiplayer - Documentation (http://www.pragolet.cz/clanky/multiplayer.pdf).