Projection-based Multi-Viewer Systems

3D Model Courtesy Volkswagen AG

We have implemented various versions of multi-user stereo systems based on shuttered LCD-projectors and polarization. The combination of these separation techniques allows the presentation of more than one stereoscopic view on a single projection screen. We built two shutter configurations and designed a combined LC-shutter/polarization setup. Our first test setup was a combination of mechanical shutters for the projectors with liquid crystal (LC) shutters for the users’ eyes. The second configuration used LC-shutters only. Based on these configurations we have successfully implemented shuttering of four projectors to support two users with individual perspectively correct stereoscopic views. To improve brightness conditions and to increase the number of simultaneous users, we have designed a combined LC-shutter/polarization filter based projection system, which shows the most promising properties for real world applications. Our current system based on this approach supports up to four individually tracked viewers.

This is joint work with Fraunhofer IAO, Stuttgart.

The principle of time sequential multi view projection systems.
The Multi User Power Wall at Bauhaus-Universität Weimar


Deutsche Beschreibung:

NEUES VIRTUAL-REALITY-DISPLAY FÜR VIER BENUTZER:

Erstmalige Möglichkeit einer perspektivisch richtigen Darstellung von interaktiven dreidimensionalen Computermodellen für vier Benutzer.

Die Bauhaus-Universität Weimar und das Fraunhofer IAO Stuttgart präsentieren vom 14.-16. März auf der IEEE Virtual Reality 2005 Konferenz in Bonn erstmals ein hochaufgelöstes stereoskopisches Display für vier Benutzer zur interaktiven Darstellung von 3D Computermodellen.

Bisher verwendete Systeme stellen nur für eine aktive Person eines Teams die perspektivisch korrekte Ansicht dar, welche aus dem Blickwinkel der anderen Nutzer stark verzerrt wirkt. Durch diese eingeschränkten technischen Möglichkeiten war die Zusammenarbeit in virtuellen Umgebungen bisher schwierig. Die neue Technologie stellt einen Meilenstein in der VR-Entwicklung dar: alle Benutzer können sich frei vor dem Display bewegen und sehen trotzdem das dargestellte virtuelle Modell immer aus der richtigen Perspektive. So kann gemeinsam mit dem Modell interagiert werden; Modifikationen werden für alle Betrachter perspektivisch korrekt angezeigt.

Technologie:
Bilder von 8 Projektoren werden übereinander projiziert, wobei jeder Projektor das Bild für ein Auge eines Nutzers darstellt. Mit einem schnell schaltbaren optischen Verschluss vor jedem Projektor wird dafür gesorgt, dass kurzzeitig jeweils nur das Bild eines Projektors auf der Leinwand sichtbar wird. Die Benutzer tragen modifizierte 3D-Brillen, die das zu dem geöffneten Projektor korrespondierende Auge synchron öffnen und alle anderen Augen verdeckt halten. Hohe Verschlussfrequenzen sorgen dafür, dass die Nutzer den Vorgang nicht wahrnehmen. So erhält jeder Benutzer für jedes Auge nur die dafür vorgesehenen Bilder und sieht damit ein 3D-Modell aus seiner Perspektive. Durch die Kombination dieser Technologie mit Bildtrennungsverfahren auf Polarisationsbasis kann die Lichtausbeute des Systems fast verdoppelt werden.

"Dies erleichtert die Entwicklungsarbeit zum Beispiel beim Design Review in der Automobil-Industrie beträchtlich und ermöglicht erstmals eine wirklich produktive Arbeit im Team an komplexen dreidimensionalen Modellen.“, so Prof. Bernd Fröhlich. Die Forscher hoffen, dass ihre Entwicklung sich zum Standard im 3D-Bereich für eine Mehrbenutzerfähigkeit von VR-Systemen entwickelt. Die Chancen stehen nicht schlecht: erste Kontakte zur Industrie gibt es bereits.


Documents and Publications

Contact

  • Prof. Dr. Bernd Fröhlich
    Professur Systeme der Virtuellen Realität, Fakultät Medien
    Bauhaus Universität, Weimar
    +49 (0)3643.58-3732
    bernd.froehlich (at) medien.uni-weimar.de
    www.uni-weimar.de/medien/vr
  • Roland Blach
    CC Virtual Environments
    Fraunhofer IAO, Stuttgart
    +49 (0)711 970-2153
    Roland.Blach (at) iao.fraunhofer.de
    vr.iao.fhg.de
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