Pixel auf Pixel
Brille auf, Licht aus und los geht die Reise
Mit Darwin auf der Beagle über die Weltmeere. Die Wogen spritzen, die Möwen fliegen haarscharf an der eigenen Nasenspitze vorbei – zum Greifen nah. Im 3-D-Kuppelkino des Fraunhofer FIRST wird „Darwin's mystery of mysteries“ gegeben – eine Testshow in der Testkuppel. Das Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik (FIRST ) führt hier seine neuesten Entwicklungen vor, wenn es um die automatische Kalibrierung von Projektorclustern geht.
Der besondere Charme der Kuppel: „Wie in einem Planetarium sorgt die Halbkugelform dafür, dass das ganze Gesichtsfeld abgedeckt wird“, erläutert Manuel Schiewe, beim Institut für Medientechnologie zuständig. Die Projektion auf solche gekrümmten Flächen ist allerdings nicht ganz einfach. Nicht nur, weil die Bilder dadurch verzerrt werden. Um eine gute Auflösung zu erzielen, werden mehrere Projektoren eingesetzt. Hier in Adlershof sind es 16. Welche Schwierigkeiten das mit sich bringt, versteht man, wenn Schiewe die einzelnen Projektorbilder im weißen Leerlauf sichtbar macht: Die Kuppel ist ausgeleuchtet von einem wirren Muster aus verzerrten Vierecken, die sich scheinbar willkürlich überlagern, an manchen Ecken vierfach, wodurch ein besonders helles Bildstück entsteht. Dieser Flickenteppich ist nötig, um ein geschlossenes Gesamtbild zu erzeugen. Damit beim Betrachten von Beagle, Darwin & Co. Von alledem nichts auffällt, müssen die einzelnen Projektorbilder nicht nur vom Computer entsprechend verzerrt, sondern auch pixelgenau aufeinander abgestimmt werden. In geometrischer Überlagerung, sonst erscheinen sie unscharf oder man sieht Doppellinien. Aber auch in Punkto Helligkeit und Farbigkeit, die nicht bei jedem Projektor gleich ausfällt. Hierfür haben die Fraunhofer Forscher eine flexible und sehr schnelle automatische Kalibrierung entwickelt. Wichtigstes Hilfsmittel sind drei Kameras, die die ganze Kuppel pixelgenau erfassen. Manuel Schiewe demonstriert den Kalibrierungsvorgang mit Testbildern aus parallelen senkrechten und waagerechten Linien. Die von ihm und seinen Kollegen entwickelte Software kann aus deren aktueller Position sowie der Position der Projektoren und einem virtuellen Modell der jeweiligen Oberfläche die notwendige Bildverzerrung berechnen. Das schließt auch den pixelgenauen Überlapp ein. Auch die Helligkeit wird über die Kamerabilder analysiert und angeglichen. Um die Farbigkeit zu bestimmten, setzen die Forscher Spektrometer ein, welche die einzelnen Nuancen beim Durchfahren von Farbtonskalen erkennen. Der ganze Vorgang dauert wenige Minuten und ist mit Standardprojektoren, -kameras und -computern machbar. Einsatzgebiet solcher Multiprojektionen sind nicht nur Kinos und Planetarien, von denen zurzeit viele in Kooperation mit der Carl Zeiss AG auf digitale Projektoren umgestellt werden. Auch auf Messeständen werden gern geformte Flächen zur Präsentation genutzt, berichtet Schiewe. Und auch für Fahr- und Flugsimulatoren ist das wegen des besser ausgefüllten Gesichtsfeldes attraktiv.
von Uta Deffke
Link: www.first.fraunhofer.de