Die technische Herausforderung

Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Bildschirm umfasste das „Volcano“-Modell:

• Hanggelände und erhöhtes Gelände
• Ein vertiefter Krater
• Unregelmäßige Außengrenzen
• Unterschiedliche Tiefen zwischen dem Modell und der Hintergrundwand

Eine einfache Keystone- oder Vier-Ecken-Korrektur könnte zwar den gesamten Bildbereich definieren, wäre jedoch nicht in der Lage, den Inhalt an allen inneren Konturen des Modells auszurichten.

Ebenso wichtig war die Positionierung der Projektoren. Erhöhte Abschnitte des Vulkans konnten Schatten werfen, während das Modell und die Hintergrundwand unterschiedliche geometrische Anpassungen erforderten. Durch digitale Verzerrungskorrektur ließ sich das Bild zwar umformen, ungeeignete Projektionswinkel oder physische Hindernisse konnten dadurch jedoch nicht ausgeglichen werden.

Warum die Wahl auf die GeoBox M802EX fiel

Der M802EX ist das Zweikanal-Modell der GeoBox M800EX-Produktfamilie. Er kann ein Quellbild empfangen, die erforderlichen Teile auf zwei Projektorausgänge verteilen und für jeden Kanal eine unabhängige Geometriekorrektur vornehmen. Die gleiche Produktfamilie unterstützt zudem die Verwendung von Projection-Mapping-Mustern, die mit dem PC-Tool GWarp3 erstellt und hochgeladen wurden.

Im Rahmen der UNICAL-Installation konnte DOCONLINE so mit einer einzigen, durchgängigen visuellen Komposition arbeiten, anstatt zwei völlig getrennte Wiedergabesysteme verwalten zu müssen.

Die Architektur bot mehrere praktische Vorteile:

• Beide Projektoren verwendeten dasselbe Quellsignal
• Eine separate Synchronisierung des Media-Players war nicht erforderlich
• Die Bildaufteilung könnte während der Installation verfeinert werden
• Die Projektionsgeometrie könnte unabhängig von der Inhaltserstellung angepasst werden
• Die Einstellungen für Kartierung und Ausrichtung könnten in der GeoBox-Hardware gespeichert werden

Dieser letzte Punkt ist bei Festinstallationen von Bedeutung. Sobald die Abbildungsmuster und Geometrieeinstellungen im Gerät gespeichert wurden, wird der für die Konfiguration verwendete PC für den normalen Betrieb nicht mehr benötigt.

Vom physischen Objekt zum Abbildungsmuster

Der Projektionsmapping-Vorgang des M800EX beginnt, noch bevor ein Muster auf den Prozessor hochgeladen wird.

Bei einem unregelmäßig geformten Objekt empfiehlt es sich, das Zielobjekt aus derselben Position wie die Projektorlinse zu betrachten. Von diesem Blickwinkel aus kann dann ein Referenzbild aufgenommen werden, das zur Erstellung eines schwarz-weißen Abbildungsmusters dient, welches genau den Bereich darstellt, in dem der Inhalt erscheinen soll.

In der Praxis sieht der Arbeitsablauf wie folgt aus:

1. Stellen Sie den Projektor auf und legen Sie den gewünschten Projektionsbereich fest.
2. Erfassen Sie das physische Objekt aus der Perspektive des Projektors.
3. Erstellen Sie ein monochromes Muster auf der Grundlage der sichtbaren Silhouette des Objekts.
4. Passen Sie die Größe des Musters entsprechend der Projektorauflösung und dem Anteil der Projektionsfläche an, den das Objekt einnimmt.
5. Laden Sie das Muster über GWarp3 in GeoBox hoch.
6. Zeigen Sie eine Vorschau des Ergebnisses an, bevor Sie es auf der Hardware speichern.

Dieser Ansatz unterscheidet sich von der alleinigen Verwendung der Geometriekorrektur.

Durch die Geometriekorrektur wird das gesamte rechteckige Bild neu geformt. Das Abbildungsmuster legt fest, wo das Ausgangsbild sichtbar bleiben und wo es ausgeblendet werden soll. Zusammen ermöglichen diese beiden Funktionen, dass das Bild sowohl der Position als auch den Umrissen eines unregelmäßigen physischen Objekts folgt.

Die Projektion von außen nach innen aufbauen

Nachdem die Projektoren und die Mapping-Muster festgelegt worden waren, konnte die Geometrie verfeinert werden.

In der Einrichtungsanleitung für den M800EX wird empfohlen, die Ausrichtung schrittweise durchzuführen, beginnend mit einer grundlegenden Vier-Ecken-Kontrolle und erst bei Bedarf zu dichteren Verzerrungsrastern überzugehen. Dadurch wird verhindert, dass der Installateur übermäßige lokale Verzerrungen verursacht, bevor die gesamte Bildstruktur korrekt ist.

1. Festlegung der Gesamtprojektionsgrenze

Die erste Aufgabe bestand darin, das projizierte Bild an der richtigen Stelle zu platzieren.

In dieser Phase konzentrierten sich die Ingenieure auf:

• Die äußere Begrenzung des Modells
• Die Gesamtbildgröße
• Die relativen Positionen der beiden Projektorkanäle
• Die Grenze zwischen dem Modell und der Hintergrundwand

Das Ziel bestand noch nicht darin, jedes Detail der Bergrücken oder Krater nachzubilden.

2. Die wichtigsten Geländemerkmale ausrichten

Nachdem die Gesamtkontur festgelegt worden war, konnten die Ingenieure die innere Geometrie schrittweise verfeinern.

Erst nachdem diese Elemente stabil waren, war es sinnvoll, kleinere lokale Details zu korrigieren.

3. Position des Zuordnungsmusters verfeinern

Das Kartierungsmuster wurde anschließend mit dem tatsächlichen Umriss des Vulkans abgeglichen.

Sollte das Muster nicht exakt über dem gewünschten Objekt liegen, könnte seine Position durch eine Geometriekorrektur angepasst werden. 

4. Die Beziehung zwischen den beiden Projektoren vervollständigen

Nachdem beide Kanäle einzeln korrigiert worden waren, konnte DOCONLINE den Maßstab, die Position und den Übergang zwischen ihnen verfeinern.

Durch diese Reihenfolge ließ sich die Fehlersuche besser bewältigen. Eine verbleibende Diskrepanz konnte deutlicher wie folgt identifiziert werden:

• Ein Problem bei der Positionierung des Projektors
• Ein geometrisches Problem
• Ein Problem mit dem Zuordnungsmuster
• Ein Problem mit der Quellcode-Verteilung