Powerwall (B017)
Powerwall (B017)
Beamer und Leinwand
Für die Anzeige der Anwendungen ist ein stereoskopischer Beamer mit einer 4K Auflösung zuständig. Das Bild wird dabei mit einer Wiederholrate von 120 FPS und abwechselnd für das recht und linke Auge angezeigt. Es ergibt sich somit eine Wiederholrate von 60 FPS pro Auge.
Damit das Bild ohne jegliche Störquellen (z.B. Menschen oder Objekte) projiziert werden kann und das Erlebnis möglichst immersiv ist, wird hier eine Rückprojektion über einen Spiegel verwendet.
Leinwand aus der Nutzerperspektive
4K, 120 FPS, stereoskopischer Beamer
Spiegel für die Rückprojektion
Rückprojektion bei angeschaltetem Beamer
Kalibrierung und Tracking in einem Video
Zur Kalibrierung und dem Tracking gibt es auch ein Video, welches den Prozess der Kalibrierung und die Einrichtung des Trackings im Detail zeigt. Dieses Video ist hier auf YouTube abrufbar.
Tracking
Damit die Position und Rotation der Objekte im Raum bestimmt und verwendet werden kann, kommt hier ein kamerabasiertes Tracking zum Einsatz. Hierzu sind insgesamt vier Kameras 8der Firma Vicon), je eine in jeder Raumecke im Raum montiert. Die Kameras nehmen den Raum und spezielle reflektierende Kugeln auf und berechnen anhand der Position der weißen Pixel (erzeugt durch die reflektierenden Kugeln) die Position und Rotation definierter Objekte. Diese Daten können dann beispielsweise in Kombination mit dem Unity XR Plugin für die Powerwall für interaktive Anwendungen verwendet werden.
Trackingkamera
Trackingsoftware
Getrackte Brille und Controller in der Software dargestellt
Kalibrierung
Für eine gute Trackingqualität müssen die Kameras regelmäßig kalibriert werden. Diese Kalibrierung verhindert nicht nur inakkurates Tracking, sondern auch die Falscherkennung reflektierender Flächen oder anderen Störquellen.
Zur Kalibrierung wird ein spezieller Kalibrierstab verwendet, der während der Kalibrierung im Trackingbereich umher bewegt werden muss. Anhand der durch die Kameras gesammelten Daten werden dann die Kalibrierdaten berechnet und eingestellt. Anschließend wird der Ursprung des Trackingbereichs mit dem Kalibrierstab festgelegt.
Kalibrierungvorgang in der Trackingsoftware
Kalibrierstab
Controller und Brille
Da es sich bei der Projektion um ein stereoskopisches Bild handelt, ist eine aktive Shutterbrille notwendig, die die Bilder für das rechte und linke Auge trennt. Außerdem ist eine Brille mit einem zusätzlichen Aufbau zur Befestigung der für das Tracking notwendigen Kugeln ausgestattet. Diese Kugeln sind auch an den beiden Controllern angebracht. Es handelt sich dabei um JoyCons, welche per Bluetooth mit dem PC verbunden werden und so die Nutzereingaben an die Anwendungen weitergeben können.
Brille und Controller
Unity XR Plugin
Für Anwendungen, die auf der Powerwall laufen sollen, wurde ein Unity XR Plugin entwickelt. Dieses Plugin ist mit der Unity XR Plattform kompatibel und ermöglicht so beispielsweise plattformunabhängige Programmierung (siehe z.B. das IP Datalake) und die Verwendung weiterer XR Pakete wie dem XR Interaction Toolkit.
Die Controller der Powerwall sind ebenfalls vollständig integriert und können für Nutzereingaben verwendet werden.