DE102005055990A1 - Projection technology for simulating e.g. blue summer sky, has projection system with projectors for generating interactive panorama projection with fixed and/or moving images on covering surfaces that are overlapped with each other - Google Patents

Abstract

The technology has a projection system with a set of projectors for generating an interactive panorama projection with fixed images and/or moving images on different covering surfaces that are overlapped with each other. A set of personal computer systems are provided for controlling the projectors, where the systems are used as cluster for generating an image of the projection for each individual projector using a real-time based three dimensional (3D) software solution.

Description

Zum jetzigen Zeitpunkt können künstliche Welten durch Computersimulationen erschaffen werden. Dies erfolgt in der Regel durch die Darstellung auf einer kleinflächigen Leinwand mit Hilfe eines Beamers. Wenn mehrere Beamer im Einsatz sind, treten oft Unterbrechungen in der Bilddarstellung auf. Des Weiteren findet diese Technik Anwendung in der Industrie insbesondere in der Auto- und Raumfahrtindustrie für die Modelldarstellung von Prototypen. Dafür werden max. 6 Projektoren gleichzeitig eingesetzt. So werden zum Beispiel mit fünf Projektoren Autosimulationen vorgenommen oder vier Projektoren visualisieren die Entwicklung eines Airbuses A 380.To the right now artificial worlds be created by computer simulations. This is done in the Rule by the representation on a small-scale canvas with the help of a Beamers. If several projectors are in use, interruptions often occur in the picture. Furthermore, this technique is used in the industry in particular in the aerospace industry for the Model representation of prototypes. For this max. 6 projectors used simultaneously. For example, with five projectors, car simulations become possible or four projectors visualize the development an Airbus A 380.

Mit dieser geringen Projektorenanzahl ist es jedoch nicht möglich, großflächige Panormawelten, welche sich permanent verändern, zu erschaffen. Das Ziel ist, eine Echtzeitsimulation zu schaffen, welche mit den Beamern an die komplette Decke in der Mall eines Einkaufzentrum geworfen wird.With However, this small number of projectors, it is not possible, large panoramas, which to change permanently, to create. The goal is to create a real-time simulation which with the beamers to the complete ceiling in the mall one Shopping center is thrown.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, verschiedene Panormathemen an die Decke eines Einkaufszentrums zu projezieren, um den Besucher in eine andere Welt eintauchen zu lassen. Dabei wird die gesamte Decke des Einkaufszentrums durchgängig ein Motiv zeigen. Die Anlage 1 zeigt eine Zeichnung des Erdgeschosses des Einkaufszentrums, in welcher die Decke als Wolkenhimmel eingefügt ist. Dieser komplette Bereich wird zukünftig eine Projektion zeigen. Dass heißt, dass der Besucher beim Betreten des Einkaufszentrums von einem blauen Sommerhimmel über den z. Bsp. Vögel fliegen, begrüßt wird. Zusätzlich werden akustische Geräusche (z. Bsp. Vogelzwitschern) eingearbeitet, so dass beim Durchqueren des Einkaufscenters der Eindruck von realer Natur entsteht.The The object of the invention is to different Panormathemen to the Ceiling of a mall to project to the visitor in to immerse another world. This is the entire ceiling throughout the shopping center show a motif. Annex 1 shows a drawing of the ground floor the shopping center, in which the ceiling is inserted as a cloudy sky. This complete area will show a projection in the future. That means, that the visitor upon entering the mall of a blue Summer sky over the z. Eg birds flying, being welcomed. In addition will be acoustic noises (Eg, bird chirping) incorporated, so that when crossing the shopping center creates the impression of real nature.

Dafür ist es notwendig eine große Anzahl von Projektoren so zu programmieren, dass ein einheitliches Bild entsteht. Die Neuheit der Darstellung des Medialen Himmels ist die Zusammenführung von 24 Projektoren mit Hilfe der entsprechenden Hardware (Steuerungssystem, Gigabit Ethernet Switsch, Netzwerk Cluster, Projektiren) sowie der entsprechenden Software zur Erstellung eines großen Komplettbildes. Dies wurde in dieser Größenordnung noch nie realisiert. Die gesamte Leinwand wird eine Größe von 1.180 qm haben. Nachfolgend ist die eingesetzte Technik genauer beschrieben.That's it necessary a big one Number of projectors to program that one unified Picture is created. The novelty of the representation of the medial sky is the merger of 24 projectors using the appropriate hardware (control system, Gigabit Ethernet Switsch, Network Cluster, Projecting) as well as the corresponding software for creating a large complete picture. That was on this scale yet never realized. The entire canvas is a size of 1,180 sqm have. The technology used is described in more detail below.

Um das gewünschte Panoramabild über der gesamten Mall zu erzeugen ist es erforderlich 23 leistungsstarke LCD/DLP – Projektoren einzusetzen. Die dabei verwendeten Projektoren haben folgende Eigenschaften:
Der 3 Chip DLP Projektor leistet die herausragende Helligkeit von 8000 ANSI Lumen und eine einzigartige Brillanz im kompakten Gehäuse, dank der 3 Chip DLP Technik mit SXGA+ Auflösung.To create the desired panoramic image over the entire mall, it is necessary to use 23 powerful LCD / DLP projectors. The projectors used have the following properties:
The 3-chip DLP projector delivers the outstanding brightness of 8000 ANSI lumens and a unique brilliance in a compact package, thanks to the 3 chip DLP technology with SXGA + resolution.

Damit werden die großen Flächen am Schlossgalerie Himmel homogen abgebildet, feinste Strukturen glasklar dargestellt. Durch das spezielle XENON-Lampensystem werden auch die kritischsten Farben, wie z.B. Hauttöne natürlich projiziert, da das Xenonlicht dem natürlichen Sonnenlicht in seinem Spektrum am nächsten kommt.In order to be the big ones surfaces homogeneously reproduced at Schlossgalerie Himmel, finest structures crystal clear. Due to the special XENON lamp system also the most critical colors, e.g. Skin tones naturally projected as the xenon light the natural one Sunlight in its spectrum comes closest.

Auf diese Weise entsteht ein einmaliges Komplettbild, das dem Betrachter durch die Präzisionsoptik ein einzigartiges räumliches Gefühl vermittelt und den Himmel mit seinen Wolken als auch die Fische im Aquarium mit seiner Pflanzenwelt nahezu realistisch abbildet. Der Betrachter wird sich durch dieses Projektionssystem in eine jeweils andere Umgebung versetzt fühlen.On This way, a unique complete picture emerges that is for the viewer through the precision optics a unique spatial feeling mediates and the sky with its clouds as well as the fish in the aquarium with its plant world is almost realistic. The viewer becomes through this projection system in one each feel different surroundings.

Die Zeichnung in der Anlage 2 zeigt die Anbrinungspunkte der 24 Projektoren in der Decke der Mall. Die weiteren beigefügten Skizzen (Anlagen 2 a–e) verdeutlichen die Positionierung der einzelnen Projektoren und deren Wirkungsweise in der Mall. Entsprechend den Erfordernissen positioniert, kann dann mittels EdgeBlending das gewünschte Panoramabild erzeugt werden.The Drawing in Appendix 2 shows the mounting points of the 24 projectors in the ceiling of the mall. The further attached sketches (appendices 2 a-e) clarify the positioning of the individual projectors and their mode of operation in the mall. Positioned according to the requirements, then EdgeBlending the desired Panoramic image are generated.

Voraussetzung für die Darstellung von bewegten Bildern auf dieser Gesamtfläche ist eine entsprechende Softwarelösung.requirement for the Representation of moving images on this total area is a corresponding software solution.

Für die Ansteuerung der Projektoren wird mindestens die gleiche Anzahl von PC-Systemen benötigt. Diese werden gleichzeitig als Cluster verwendet, um mittels Echtzeitbasierender 3D Softwarelösung die Bilder der Panoramaprojektion für jeden einzelnen Projektor zu errechnen. Auf Grund der etwa 100 m langen und übergreifenden Projektionsflächen wird eine hohe Auflösung der medialen Inhalte benötigt. Mittels einer echtzeitbasierenden Lösung können Inhalte mit Standard Softwaretools im VRML (Virtual Reality Modeling Language) erzeugt werden. Jeder einzelne Projektor erhält dann ein Bild der ihm zugewiesenen Szenerie, welches bereits für die unterschiedlichen Projektionsflächen angepasst ist.For the control The projectors require at least the same number of PC systems. These are simultaneously used as clusters to be real-time based 3D software solution the images of the panoramic projection for each individual projector to calculate. Due to the approximately 100 m long and overarching Projection surfaces is a high resolution the media content needed. Using a real-time solution, content can be delivered with standard software tools in VRML (Virtual Reality Modeling Language). Everyone individual projector receives then a picture of the scene assigned to him, which is already for the different projection is adjusted.

Dadurch können Stand-, Bewegt- wie auch interaktive Inhalte dargestellt werden. Für die Softwareerstellung wird folgende Technik angewendet:Thereby can Stand, moving as well as interactive contents are displayed. For the Software development, the following technique is used:

Hochleistungs Ray Traycing Technologie (InView)High Performance Ray Traycing Technology (InView)

• – Hochleistungs Ray Traycing Engine mit 2 Mio. Strahlen pro Sekunde- High performance ray tracing engine with 2 million Rays per second
• – Darstellungsqualität über Linux/PC-Cluster skalierbar- Presentation quality via Linux / PC cluster scalable
• – Interaktive Handhabung der Szenerie mit Millionen von Polygonen- interactive Handling the scenery with millions of polygons
• – Hochqualitatives Antialiasing mit frei wählbarer Abtastung der Flächen um eine optimale Auflösung zu garantieren- High quality Anti-aliasing with freely selectable sampling the surfaces for an optimal resolution to guarantee
• – Pixelgenaue Berechnung von Schatten, physikalisch-korrekten Reflektionen und Lichtberechnung auch auf gebogenen Flächen- Pixel accurate Calculation of shadows, physics-correct reflections and Light calculation also on curved surfaces
• – Asynchrone Berechnung und Datenkommunikationen für exzellente Skalierung- Asynchronous Calculation and data communications for excellent scaling

Die Programmierung dieser Software im Zusammenspiel mit allen ermöglicht die Schaffung einer Vielzahl von Panoramawelten untermalt mit akustischen Geräuschen wie zum Beispiel:The Programming this software in conjunction with all allows the Creation of a variety of panorama worlds accompanied with acoustic sounds such as:

WolkenhimmelWolkenhimmel

Darstellung eines kompletten Tagesverlaufes (Sonnenauf- und Sonnenuntergang). Integriert in diese Darstellung werden Wolken, Vögel, Bäume, Mond etc. seinpresentation a complete day (sunrise and sunset). Integrated into this representation will be clouds, birds, trees, moon etc.

Nachthimmelnight sky

In dieser Simulation kann ein Nachthimmel mit Sternen, Mond und viele, anderen simuliert werden.In this simulation can be a night sky with stars, moon and many, be simulated to others.

UnterwasserweltUnderwater World

Diese Simulation zeigt das bunte Leben in der Wasserwelt, angfangen bei Walen, Haifischen, Seesternen bis hin zu farbenprächtigen Korallen und U-Booten.These Simulation shows the colorful life in the water world, starting with Whales, sharks, starfish to colorful Corals and submarines.

Science-Fiction DarstellungSci-Fi illustration

Bekannte Objekte aus dem Science-Fiction Genre zeigt diese Simulation, wie zum Beispiel Galaxien, Planente, Raumschiffe usw.Known Objects from the science fiction genre shows this simulation, like for example, galaxies, planes, spaceships, etc.

In den beigefügten Anlagen wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.In the attached Appendices, the invention is explained in more detail with reference to drawings.

AnlagenAttachments

• 1 - Lageplan1 - Site plan
• 2 - Anbringungspunkte der Projektoren in der Mall2 - Mounting points of the projectors in the mall
• 2a–f Detailplan der Standorte und Wirkungsweise der Projektoren2a-f Detailed plan of locations and mode of operation of the projectors

Claims (1)

Projektionstechnik für einen Medialen Himmel Mittels eines Projektionssystem wird auf unterschiedlichen, ineinander übergreifenden Deckenflächen eine interaktive Panoramaprojektion mit Stand- und/oder Bewegtbildern erzeugt. Damit besteht die Möglichkeit Panormawelten der unterschiedlichsten Art mit akustischen Geräuschen an der gesamten Decke in einem Einkaufszentrum zu erschaffen.Projection technology for a media sky through a projection system is based on different, interdisciplinary Ceiling surfaces one interactive panoramic projection with still and / or moving pictures generated. There is the possibility Panorma worlds of different kinds with acoustic noises to create the entire ceiling in a mall.