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.
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
- B. Froehlich, J. Hoffmann, K. Klueger, J. Hochstrate:
Implementing Multi-Viewer Time-Sequential Stereo Displays Based on Shuttered LCD Projectors
4. Immersive Projection Technology Workshop, Ames, Iowa, May 2004 - R. Blach, M. Bues, J. Hochstrate, J. Springer, and B. Fröhlich:
Experiences with Multi-Viewer Stereo Displays Based on LC-Shutters and Polarization
IEEE VR Workshop Emerging Display Technologies, Bonn, March 2005 - Bernd Fröhlich, Jan Hochstrate, Jörg Hoffmann, Karsten Klüger, Roland Blach, Matthias Bues, Oliver Stefani:
Implementing Multi-Viewer Stereo Displays
WSCG (Full Papers) 2005, January 2005, p.139-146
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