GeoBox: Die fehlende Ebene zwischen BrightSign und Epson Edge Blending
Eine kürzlich realisierte Installation mit vier Projektoren begann mit einem System, das auf den ersten Blick vollständig erschien:
- BrightSign XC4055 Mediaplayer
- 4 × Epson EB-815E-Projektoren
- Eine ultrabreite Bildfläche mit einer Auflösung von ca. 7000 × 1080
- Vier horizontal angeordnete Projektoren
Das ursprüngliche Konzept war einfach:
BrightSign → Epson-Projektoren
BrightSign würde die Inhalte auf vier Ausgänge verteilen, während die Epson-Projektoren die Geometriekorrektur und das Edge-Blending übernehmen würden.
Auf dem Papier schienen beide Enden des Systems abgedeckt zu sein.
BrightSign könnte die Wiedergabe über mehrere Ausgänge ermöglichen.
Epson könnte die Projektionsausrichtung und das Blending übernehmen.
Bei der Systemkonzeption stellte sich jedoch heraus, dass eine wichtige Funktion fehlte:
Keines der beiden Geräte erzeugte den doppelten Bildinhalt, der für die Überlappung zwischen benachbarten Projektoren erforderlich war.
Diese fehlende Funktion führte schließlich zur Einführung einer GeoBox.
Und das warf eine weitere Frage auf.
GeoBox wird häufig mit Kantenüberblendung bei Projektoren. Wenn der Epson EB-815E bereits über eine integrierte Edge-Blending-Funktion verfügt, wozu wäre dann noch eine GeoBox erforderlich?
Die Antwort liegt darin, den Unterschied zwischen Kantenmischung und Vorbereitung des Bildes für das Edge-Blending.
Das Problem lag nicht im Edge Blending
Der Epson EB-815E verfügt bereits über die für die abschließende Projektionsphase erforderlichen Komponenten, darunter:
- Geometriekorrektur
- Kantenmischung
- Farbabstimmung
- Schwarzpegel-Einstellung
Es bestand also keine Notwendigkeit, diese Funktionen mit einem externen Warp-and-Blend-Prozessor zu duplizieren.
Das Problem lag einen Schritt früher in der Signalkette.
Damit sich zwei projizierte Bilder erfolgreich miteinander verschmelzen lassen, müssen sie zunächst einen gemeinsamen Abschnitt des Quellinhalts enthalten.
Betrachten wir zwei nebeneinander stehende Projektoren.
Eine normale Bildaufteilung würde so aussehen:
Bild von Projektor 1 Bild von Projektor 2
|----------------|----------------|
↑
harte Grenze
Dies eignet sich für nebeneinander angeordnete Flachbildschirme.
Das Edge-Blending bei Projektoren erfordert jedoch etwas anderes:
Bild von Projektor 1
|-------------------|
|-----------------------|
Bild von Projektor 2Die beiden Ausgaben müssen einen Teil der gleiche Quellpixel. (die rote Zone im obigen Bild)
Diese doppelten Pixel werden auf denselben physikalischen Bereich projiziert.
Erst dann kann der Epson-Projektor die Helligkeit im Überlappungsbereich reduzieren und die beiden Bilder optisch miteinander verschmelzen.
Die Edge-Blending-Funktion erzeugt daher keine überlappenden Inhalte.
Es verarbeitet eine Überlappung, die bereits vorhanden sein muss.
Warum BrightSign und Epson allein nicht ausreichten
Der BrightSign XC4055 verfügt über vier HDMI-Ausgänge und kann eine größere Bildfläche auf mehrere Displays verteilen.
Bei einer herkömmlichen Installation mit vier Bildschirmen kann dies sehr gut funktionieren. Jeder Bildschirm erhält seinen eigenen Teil des Bildes.
Die Schwierigkeit tritt auf, wenn es sich bei den Displays um Projektoren handelt, bei denen ein Blending erforderlich ist. Anstelle von vier separaten Abschnitten müssen die benachbarten Ausgänge bewusst überlappende Quellbereiche enthalten. Das ist der fehlende Verarbeitungsschritt. Das System benötigte daher ein Zwischengerät, das in der Lage ist, Folgendes zu ermitteln:
welchen genauen Teil des Bildmaterials jeder Projektor erhalten soll – einschließlich der Pixel, die er sich mit seinem Nachbarn teilt.
Diese Aufgabe übernahm die GeoBox.
GeoBox schließt die Lücke in der Verarbeitungsschicht
Dies ist eine wichtige GeoBox-Anwendung, da sie wird nicht als Edge-Blending-Prozessor verwendet. Stattdessen bereitet es die Quellbilder vor, die vom projektoreigenen Edge-Blending-System benötigt werden.
Für jeden Ausgangskanal kann der gewünschte Ausschnitt des Quellbildes unabhängig ausgewählt und angepasst werden:
- Zuschneiden
- Bildposition
- Skalierung
- Ausgabeausrichtung
- Bilddrehung
- horizontale und vertikale Ausrichtung
- überlappende Pixel
Das Ergebnis sind nicht einfach mehrere identische Teile eines Bildes. Es sind vier projektorspezifische Bildbereiche.
Erstellen der Überlappung
Stellen Sie sich vor, Projektor 1 und Projektor 2 benötigen eine physische Überlappung von 250 Pixeln.
Eine einfache Aufteilung der Leinwand könnte wie folgt aussehen:
Projektor 1:
0 ─────────────── 1920
Projektor 2:
1920 ─────────────── 3840
Es gibt keine gemeinsamen Pixel.
Die beiden Bilder treffen an einer Grenze aufeinander, sodass die Projektoren nichts zusammenfügen müssen.
Mit GeoBox lassen sich die Regionen stattdessen ungefähr wie folgt definieren:
Projektor 1:
0 ─────────────── 1920
Projektor 2:
1670 ─────────────── 3590
Der Quellbereich von Pixel 1670 bis 1920 ist nun in beiden Ausgängen vorhanden. Derselbe Bildinhalt wird von beiden Projektoren projiziert. Der Epson kann dann seine Edge-Blending-Kurve auf diese physische Überlappung anwenden.
Die Zuständigkeiten sind daher klar voneinander abgegrenzt:
| Funktion | Gerät |
|---|---|
| Wiedergabe von Inhalten | BrightSign |
| Projektorbildbereiche auswählen | GeoBox G400/ G900 |
| Gemeinsame Überlappungsinhalte generieren | GeoBox G400 / G900 |
| Ausgaben skalieren / positionieren / drehen | GeoBox G400 / G900 |
| Korrektur der Geometrie | Epson |
| Kantenüberblendung (Edge Blending) | Epson |
| Farb- und Schwarzpegelanpassung | Epson |
Die Wahl zwischen der G400- und der G900-Serie
Das gleiche Systemkonzept lässt sich entweder mit dem GeoBox G400 oder Baureihe G900, Dies hängt hauptsächlich von der erforderlichen Eingangs- und Ausgangsauflösung ab. (Weiter zu Baureihe G400, Baureihe G900.)
Für Anwendungen, die FHD-/WUXGA-Projektorausgänge, reicht die G400-Serie in der Regel aus. Sie unterstützt hochauflösende Quellsignale und bietet gleichzeitig Ausgabenauflösungen von bis zu 2048 × 1080 oder 1920 × 1200. Falls das System UHD/4K-Ausgabe an jeden Projektor, eine Signalverarbeitung mit höherer Auflösung oder mehr Spielraum für zukünftige Display-Upgrades – in diesem Fall sollte man stattdessen die G900-Serie in Betracht ziehen, die über programmierbare Ausgänge mit einer Auflösung von bis zu 4K/60 verfügt.
In beiden Fällen bleibt die in diesem Vermerk behandelte technische Rolle unverändert: Die Leinwand zuschneiden und abbilden, den erforderlichen Überlappungsbereich erstellen und den richtigen Bildbereich an jeden Projektor weiterleiten.
“Aber Epson bietet doch bereits Edge Blending an – warum sollte man dann GeoBox verwenden?”
Das ist wahrscheinlich die wichtigste Frage in diesem Fall. Da GeoBox weithin für Edge-Blending und Geometriekorrektur bekannt ist, liegt die Vermutung nahe, dass durch das Hinzufügen einer GeoBox diese Funktionen ebenfalls extern ausgeführt werden müssen.
Das muss nicht unbedingt so sein.
Die verschiedenen GeoBox-Produktfamilien decken unterschiedliche Bereiche der Bildverarbeitungskette ab.
Ein Prozessor der M810- oder UD100-Serie kann eine vollständige externe Geometriekorrektur und Kantenüberblendung durchführen.
Stattdessen kann ein Gerät der G400- oder G900-Serie weiter stromaufwärts als Prozessor zur Verteilung von Canvas-Elementen und zur Erzeugung von Überlappungen.
In dieser Anwendung:
Epson übernimmt nach wie vor das Edge-Blending.
GeoBox liefert Epson einfach die richtigen Bilder zum Überblenden.
Warum dies eine bessere Architektur sein kann
Der Versuch, jede Funktion entweder in den Mediaplayer oder in den Projektor zu integrieren, erschwert oft die Inbetriebnahme und Wartung des gesamten Systems.
Ein strukturierterer Ansatz besteht darin, das System in drei Schichten zu unterteilen:
1. Inhaltsebene
BrightSign: Ist für die Wiedergabe der vorgesehenen visuellen Inhalte zuständig.
2. Bildverteilungsschicht
GeoBox G400 oder G900: Zuständig für die Anpassung dieser Inhalte an die genauen Bildbereiche, die für die physische Projektorinstallation erforderlich sind.
3. Projektionsschicht
Epson: Zuständig für die Korrektur der Art und Weise, wie diese Bilder auf der physikalischen Oberfläche erscheinen, sowie für die Überblendung des projizierten Lichts.
Wann wäre ein vollwertiger GeoBox-Edge-Blending-Prozessor noch erforderlich?
Der Ansatz mit der G400- oder G900-Serie in Kombination mit Projektor-Blending funktioniert besonders gut, wenn die Projektoren bereits über geeignete Geometrie- und Blending-Werkzeuge verfügen.
Es gibt nach wie vor viele Situationen, in denen ein Prozessor der M810- oder UD100-Serie besser geeignet ist.
Zum Beispiel:
- Der Projektor verfügt über keine Edge-Blending-Funktion.
- Die Geometriekorrektur des Projektors ist unzureichend
- Die Projektionsfläche ist stark gekrümmt oder unregelmäßig.
- Die Geometrieverarbeitung muss zentral gesteuert werden
- Verschiedene Projektormodelle müssen sich einheitlich verhalten
Die technische Entscheidung sollte daher wie folgt beginnen:
“Welche Verarbeitungsschritte fehlen in der Kette vom Ursprung bis zur Anzeige?”
In diesem Projekt fehlte weder die Wiedergabefunktion noch das Edge-Blending. Es war Projektorspezifische Bildverteilung mit Erzeugung von Überlappungsinhalten.
Deshalb war die G406 die richtige Ergänzung.
Technische Erkenntnisse
Dieses Projekt begann ursprünglich mit:
BrightSign + Epson
BrightSign könnte die Inhalte wiedergeben und übertragen. Epson könnte die Geometriekorrektur und das Edge-Blending übernehmen.
Aber zwischen ihnen fehlte eine Ebene:
die Erzeugung sich überlappender Bildinhalte für benachbarte Projektoren.
Durch Hinzufügen der GeoBox wird die Verarbeitungskette vervollständigt.
Die wichtigste Erkenntnis ist, dass der Einsatz von GeoBox in einem Projektionssystem nicht immer bedeutet, dass GeoBox auch das Edge-Blending übernehmen muss.
Manchmal entfaltet es seine größte Wirkung bereits einen Schritt früher:
die richtigen Bilder vorzubereiten, damit das projektoreigene Blending-System ordnungsgemäß funktionieren kann.
In Installationen, in denen der Projektor bereits über leistungsfähige Warp- und Blend-Funktionen verfügt, kann diese Aufgabenteilung sowohl effizient als auch technisch ausgereift sein.
Dadurch werden doppelte Verarbeitungsfunktionen vermieden, projektorspezifische Zuordnungen werden aus dem Wiedergabesystem herausgehalten und eine übersichtlichere und besser wartbare Signalkette geschaffen.
Weiterführende Literatur
Warum sollte man BrightSign überhaupt mit GeoBox kombinieren?
Diese Anwendung konzentriert sich speziell auf die Erstellung von Inhalten für die Überlappung von Projektoren. Einen umfassenderen Überblick darüber, wie sich BrightSign und GeoBox bei Anwendungen mit mehreren Projektoren, Videowänden und LED-Displays gegenseitig ergänzen können, finden Sie hier: Die Synergieeffekte beim Einsatz des BrightSign Media Players mit GeoBox