Fulldome - Fulldome

Fulldome odnosi się do immersyjnych środowisk wyświetlania wideo opartych na kopułach. Kopuła, pozioma lub pochylona, ​​jest wypełniona animacjami komputerowymi w czasie rzeczywistym (interaktywnymi) lub wstępnie renderowanymi (liniowymi) , obrazami przechwytywanymi na żywo lub złożonymi środowiskami.

Chociaż obecna technologia pojawiła się na początku i w połowie lat 90., środowiska fulldome wyewoluowały z wielu wpływów, w tym wciągającej sztuki i opowiadania historii, z technologicznymi korzeniami w kopułowej architekturze , planetariach , wieloprojektorowych środowiskach filmowych, symulacjach lotu i wirtualnej rzeczywistości .

Początkowe podejścia do ruchomych obrazów pełnokopułowych wykorzystywały obiektywy szerokokątne, zarówno 35 , jak i 70 mm , ale koszt i niezgrabny charakter medium filmowego uniemożliwiły znaczny postęp; Ponadto, film formatach takich jak Omnimax nie obejmowały pełne dwa pi steradianów powierzchni kopuły, pozostawiając odcinek wykroju Dome (choć ze względu na miejsca do siedzenia, że część kopuły nie było postrzegane przez większość widzów). Późniejsze podejścia do fulldome wykorzystywały monochromatyczne systemy grafiki wektorowej wyświetlane przez obiektyw typu rybie oko . Współczesne konfiguracje wykorzystują rastrowe projektory wideo , pojedynczo lub zgrupowane, aby pokryć powierzchnię kopuły pełnokolorowymi obrazami i animacjami.

Wykorzystywane nowsze technologie obejmują elastyczne zakrzywione wyświetlacze LED, które są obecnie instalowane w kopule MSG Sphere z pomocą Industrial Light and Magic . Współpracują z twórcami treści 360 stopni, aby tworzyć pełnometrażowe treści pełnoekranowe przy użyciu kamer 360 stopni, w tym Red Digital Cinema .

Technologia wideo

Projekcja wideo Fulldome może wykorzystywać różne technologie w dwóch typowych formatach: systemy jedno- i wieloprojektorowe. Poszczególne projektory mogą być obsługiwane przez różne źródła wideo, zwykle dostarczając materiał renderowany w trybie czasu rzeczywistego lub wstępnie renderowanym. Rezultatem jest obraz wideo, który obejmuje całą powierzchnię projekcji w kształcie kopuły, zapewniając wciągające wrażenia, które wypełniają pole widzenia widza.

Systemy jedno- i wieloprojektorowe

Systemy wideo typu fulldome z pojedynczym projektorem wykorzystują pojedyncze (lub mieszane) źródło wideo wyświetlane przez pojedynczy obiektyw typu rybie oko, zwykle umieszczony w środku lub w pobliżu środka półkulistej powierzchni projekcyjnej. Zaletą pojedynczego projektora jest unikanie łączenia krawędzi (patrz poniżej) między wieloma projektorami. Główną wadą systemów z pojedynczym rybim okiem jest to, że są one ograniczone do rozdzielczości jednego projektora, a najmniejszy wymiar obrazu wideo obejmuje pełną kopułę. Inną wadą projektorów centralnych jest utrata środka kopuły w celu optymalnego oglądania zrekonstruowanego widoku perspektywicznego zapewnianego przez prawdziwą projekcję półkulistą, problem wspólny z tradycyjnymi projektorami planetarium. Jednak ta wada zanika wraz ze wzrostem liczby widzów (i tak nikt nie może być w centrum kopuły).

Systemy luster z jednym projektorem, zapoczątkowane przez Mirrordome ze Swinburne, ale teraz oferowane przez wielu producentów, są umieszczane na krawędzi kopuły, aby zwiększyć liczbę miejsc siedzących, obniżyć koszty i umożliwić analogowe planetaria stać się cyfrowymi bez rezygnacji z ich gwiezdnego projektora . Możliwe jest również zbudowanie takiego systemu stosunkowo niskim kosztem. Główną wadą jest zauważalnie niższa jakość projekcji w porównaniu z obiektywami specjalnie skonstruowanymi, pomimo możliwości wyświetlania większej części rozdzielczości projektora.

Wieloprojektorowe systemy wideo typu fulldome opierają się na dwóch lub więcej projektorach wideo połączonych krawędziami w celu utworzenia jednolitego obrazu, który pokrywa półkulistą powierzchnię projekcyjną; Podział całego obrazu na segmenty pozwala na uzyskanie obrazów o wyższej rozdzielczości i umieszczenie projektora, które nie zakłócają obszaru wyświetlania pod kopułą. Wadą projekcji wielokrotnej jest konieczność częstego dostosowywania ustawienia projektorów i nierównomierne starzenie się oddzielnych projektorów, co prowadzi do różnic jasności i kolorów między segmentami. Nawet niewielkie różnice w wydajności między projektorami mogą być oczywiste podczas wyświetlania jednolitego koloru na całej scenie. Obszary zmieszane na krawędziach, w których projektory nakładają się na siebie, często mają rozmazane, podwójne obrazy i mogą mieć bardzo oczywiste dodatkowe obszary poziomu czerni, jeśli są źle zaprojektowane lub skonfigurowane.

Wspólna technologia projektora wideo

W kopułkach zastosowano szeroką gamę technologii projekcji wideo, w tym kineskop (CRT), cyfrowe przetwarzanie światła (DLP), wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD), ciekłokrystaliczny na krzemie (LCOS), a ostatnio dwie odmiany projektory laserowe (patrz laserowy projektor wideo ).

Zwłaszcza w przypadku systemów wieloprojektorowych urządzenia wyświetlające muszą charakteryzować się niskim poziomem czerni (tj. emitować niewiele światła lub nie wyświetlać go wcale, gdy nie jest do nich wysyłany żaden sygnał), aby umożliwić rozsądne dopasowywanie się krawędzi między różnymi podstawami projektora. W przeciwnym razie nakładające się obrazy wideo będą miały efekt addytywny, powodując pojawienie się złożonego wzoru szarości, nawet jeśli żaden obraz nie jest wyświetlany. Staje się to szczególnie ważne dla użytkowników w dziedzinie planetarium , którzy są żywo zainteresowani projekcją ciemnego nocnego nieba. Pragnienie, aby projektory „przeszły w czerń” zaowocowało ciągłym stosowaniem technologii CRT, nawet gdy pojawiły się nowsze i tańsze technologie.

Projektory LCD mają fundamentalne ograniczenia co do ich zdolności do wyświetlania prawdziwej czerni oraz światła, co zwykle ogranicza ich zastosowanie w planetariach. Projektory LCOS i zmodyfikowane LCOS poprawiły współczynniki kontrastu LCD, jednocześnie eliminując efekt „drzwi ekranowych” małych przerw między pikselami LCD. Projektory DLP z „ciemnym chipem” ulepszają standardową konstrukcję DLP i mogą oferować stosunkowo niedrogie rozwiązanie z jasnymi obrazami, ale poziom czerni wymaga fizycznego przegród projektorów. W miarę dojrzewania technologii i obniżania jej ceny, projekcja laserowa wygląda obiecująco w przypadku projekcji kopułkowej, ponieważ oferuje jasne obrazy, duży zakres dynamiki i bardzo szeroką przestrzeń kolorów .

Obiektywy DOME i obiektywy standardowe są pod pewnymi względami podobne. Oba zależą od typu urządzenia wyświetlającego: LCD, DLP, LCOS, D-ILA itp.; i rozmiar chipa lub panelu, który jest częścią tego urządzenia. Unikalną cechą obiektywu DOME jest rzeczywisty kształt szkła, wyświetlany obraz rozlewa się od góry i na całym obwodzie obiektywu. Największą zaletą jest to, że ten typ obiektywu utrzymuje ostrość na pełnym polu widzenia 180 x 180. Pojedynczy standardowy obiektyw o płaskim polu lub zakrzywiony obiektyw pola miałby poważny problem z ogniskowaniem i zniekształceniami. Kilku producentów obiektywów oferuje obiektywy DOME, z których każdy jest przeznaczony do określonej klasy projektora i urządzenia wyświetlającego. Soczewki te mogą obejmować różne rozmiary pikseli i rozdzielczości wyświetlania.

Rodzaje treści

360 stopni i 180 stopni treści twórca filmowcy rozwijają się coraz bardziej wyrafinowane pełnometrażowych gotowy fulldome filmów i wirtualnej rzeczywistości zawartość każdego roku. A zawartość grafiki komputerowej (CG) jest źródłem materiału dla kamery fulldome, która może być wyjściem z symulatora na żywo, na przykład z oprogramowania do symulacji planetarium lub nagranym wideo z kamery wideo. Filmy Live-Action FullDome stają się coraz bardziej dostępne do użytku w kamerach kopułowych wraz ze wzrostem rozdzielczości cyfrowych kamer wideo. Można również wyświetlać zawartość w czasie rzeczywistym, odnosząc się do zawartości fulldome, która nie jest wstępnie renderowana i generowana za pomocą oprogramowania VJ lub silników gier .

Wybitne filmy zdolne do wyświetlania w formacie Fulldome są Flesh and Sand przez Oscara wygranej reżysera Alejandro González Iñárritu i trzykrotny zdobywca Oscara operator Emmanuel Lubezki . Wciągające Film zdobył Nagroda Akademii Filmowej za specjalne osiągnięcia przez Amerykańska Akademia Sztuki i Wiedzy Filmowej .

Innym godnym uwagi filmem, który można wyświetlić w formacie Fulldome, jest The Protectors z nagrodzonej Oscarem reżyserki Kathryn Bigelow .

Inną podobną zawartością fulldome jest Avatar Flight of Passage .

Historia

1983 Pierwszy skaner kaligraficzny Evans & Sutherland Digistar I (projekcja punktów świetlnych i linii – znany również jako skan wektorowy) projektor planetarium w Science Museum of Virginia w Richmond, Virginia , USA
1992 Pierwszy system wizualizacji naukowej opartej na skanowaniu wektorowym/kaligraficznym opartym na kopule w firmie SIGGRAPH , zainstalowany przez Centrum Superkomputerowe Karoliny Północnej przy użyciu przeprogramowanego Digistar I do wizualizacji molekularnej
1994 Alternate Realities Corporation prezentuje swój pierwszy prototyp VisionDome w Glaxo Inc. w Research Triangle Park w Północnej Karolinie , USA. Opracowany w North Carolina Supercomputing Center, VisionDome wykorzystuje projektor rastrowy (pełnokolorowy obraz) i obiektyw typu rybie oko do wyświetlania interaktywnej grafiki 3D na 5-metrową kopułę.
1995 Pierwszy projektor do planetarium ze skanowaniem kaligraficznym Evans & Sutherland Digistar II zostaje otwarty w londyńskim planetarium w Wielkiej Brytanii
British Telecom używa pionowej pięciometrowej Alternate Realities Corporation VisionDome do swojego programu badań środowiska medialnego „Shared Spaces”, obejmującego grafikę komputerową, wirtualne krajobrazy, grafikę danych, wideo i złożoną akcję na żywo. i dźwięk przestrzenny .
Sierpień: Całodniowy kurs SIGGRAPH '95 zatytułowany „Projektowanie i produkcja grafiki dla projekcji hemisferycznej” wprowadza perspektywę sferyczną, projekcję hemisferyczną i sugeruje zbieżność systemów symulacyjnych wykorzystujących rastrową projekcję wideo z mieszaniem krawędzi, systemy rzeczywistości wirtualnej, takie jak CAVE ( Jaskinia). Automatyczne środowisko wirtualne ) i teatry planetarium, aby stworzyć nowe medium ze wzmocnioną iluzją obecności. Zorganizowany przez Eda Lantza z prezenterami Mike'em Huttonem, Stevenem Savage'em i Chrisem Wardem.
1996 13–19 lipca: Pierwsze wirtuarium Goto zademonstrowane na Międzynarodowej Konferencji Towarzystwa Planetarium w Osace w Japonii
26–29 października: Evans & Sutherland StarRider zademonstrowali na konferencji Association of Science-Technology Centers w Pittsburghu w Pensylwanii, USA
1997 Kwiecień: Pierwsza stała instalacja Spitz ElectricSky w Northern Lights Center w Yukon Territory w Kanadzie przy użyciu trzech projektorów Electrohome 9500 CRT, poczwórnego odtwarzania wideo i łączenia krawędzi w czasie rzeczywistym dla wirtualnego pulpitu o polu widzenia 200x60 stopni. Bowen Technovation produkuje pierwsze trzy pokazy tego nowego systemu.
7–10 maja: Spitz ElectricSky zaprezentowany publicznie na konferencji MAPS w Chadds Ford, PA. Bowen Technovation przedstawia możliwości pokazowe i metody produkcji nowej technologii.
1998 22 maja – 30 września: Otwarcie pawilonu Oceanii na EXPO 98 w Lizbonie w Portugalii. Wśród licznych eksponatów wirtualnej rzeczywistości znajduje się The Artefact Room, 7-metrowy teatr kopułowy VisionDome z interaktywnymi animacjami 3D przelotu przez Atlantydę, które są kontrolowane przez 40 uczestników jednocześnie.
28 czerwca – 2 lipca: Sky-Skan prezentuje SkyVision na Międzynarodowej Konferencji Towarzystwa Planetarium w Londynie w Wielkiej Brytanii. Pierwsza astronomiczna cyfrowa animacja fulldome pokazana tam publiczności, „Pillars of Creation” Don Davisa oraz wycieczka po Układzie Słonecznym i animacja Międzynarodowej Stacji Kosmicznej autorstwa Toma Caseya z Home Run Pictures. Jest to pierwsza publiczna demonstracja wideo typu fulldome, wyróżniająca się odtwarzaniem rzeczywistego wideo — w przeciwieństwie do wcześniejszych wysiłków opartych na zastrzeżonych generatorach obrazów wykorzystujących grafikę wektorową lub rastrową — obejmującą całą półkulę.
Grudzień: Instalacja pionowej kopuły przez SGI i Trimension na Uniwersytecie Teesside w Wielkiej Brytanii.

Grudzień: Muzeum Nauk Przyrodniczych w Houston otwiera system SkyVision jako stały teatr publiczny, finansowany przez NASA we współpracy z Rice University . Pierwszy odsłuchowy show fulldome: „Cosmic Mysteries”.

1999 Adler Planetarium zostaje ponownie otwarte w Chicago, Illinois, USA, z systemem Evans & Sutherland StarRider
Evans & Sutherland prezentuje swój pierwszy linearny show playback „We Take You There” na SIGGRAPH '99

Houston Museum of Natural Science premiery w pierwszej Ziemia Science fulldome pokaz "Powers of Time"

Carnegie Museum of Natural History otwiera Teatr Ziemi z systemem SkyVision

2000 Planetarium Hayden zostaje ponownie otwarte w American Museum of Natural History w Nowym Jorku, Nowy Jork, USA, z systemem wideo Silicon Graphics Onyx2 i Trimension
Houston Museum of Natural Science we współpracy z Rice University prezentuje pierwszy program o pogodzie Ziemi i kosmosu „Force 5” (zaktualizowany w 2010 roku i nadal w dystrybucji)
2002 BMW Group EarthLounge Premiera systemu ADLIP (All-Dome Laser Image Projection) firmy Carl Zeiss z systemem wideo SkyVision Full Dome i DigitalSky firmy Sky-Skan oraz filmem fulldome firmy LivinGlobe (ag4, Exponent3) w największej na świecie kopule projekcyjnej (24 m) ) na Światowym Szczycie Zrównoważonego Rozwoju ONZ, Johannesburg RPA.
2002 Pierwsze na świecie pełne planetarium cyfrowe (RSA Cosmos SkyExplorer) zostało zainaugurowane w Valladolid w Hiszpanii.
2003 Clark Planetarium (dawniej Hansen Planetarium) zostaje ponownie otwarte w Salt Lake City w stanie Utah w USA z Evans & Sutherland Digistar 3
Adler Planetarium aktualizuje swojego StarRidera do nowego systemu Evans & Sutherland Digistar 3. Mini-kopuła otwiera się również w ich dziale produkcyjnym obsługującym systemy Digistar 3 SP i Producer.
Pierwsze cyfrowe systemy planetarium zaprojektowane na rynek przenośny są wprowadzane niezależnie przez Digitalis Education Solutions i Sky-Skan (we współpracy z Rice University i Houston Museum of Natural Science). Wersja HMNS/Rice następnie zmienia się w Discovery Dome, dystrybuowaną za pośrednictwem ePlanetarium .
27–28 lipca: Pierwsza ogólnobranżowa prezentacja programowania w pełnej kopułce w SIGGRAPH w Reuben H. Fleet Science Center, w tym całodniowy kurs na temat sztuki i nauki w pełnej kopule zatytułowany „ Grafika komputerowa dla wciągających kin na dużą skalę ”.
3 listopada: Planetarium Eugenides w Atenach, Grecja, ponownie otwiera swoją pierwszą 40-minutową produkcję „Cosmic Odyssey” z pełnym systemem Sky Skan Skyvision-Digital Sky oraz systemem Evans & Sutherland Digistar 3 poniżej 24,5 metra Kopuła Astrotec.
2004 Pierwszy DomeFest odbył się w LodeStar Astronomy Center w Albuquerque, Nowy Meksyk, USA
Pierwsza prezentacja ASTC Fulldome w Tech Museum of Innovation, San Jose, CA
Pierwszy film Immersive Cinema R+J (Romeo i Julia) w reżyserii LivinGlobe
Pierwszy pełnometrażowy film animowany w pełnej kopule `Kaluoka´hina, Zaczarowana Rafa´ Kaluoka´hina, Zaczarowana Rafa przez Softmachine Softmachine
Grudzień: Beijing Planetarium New Building otwiera się w Pekinie, Chiny, z Silicon Graphics Onyx 300 i pierwszym wyświetlaczem laserowym z pełną kopułą ( Zeiss ADLIP)
2005 GOTO instaluje pierwszą kompletną kulę kopułkową na EXPO 2005 w Aichi w Japonii
2007 Październik: Obscura Digital i The Elumenati opracowują tymczasową geodezyjną kopułę o średnicy 90 cali na potrzeby wydarzenia Google Zeitgeist w kampusie Google
UCSB AlloSphere otwiera się z pełnym dźwiękiem i obrazem przestrzennym dla wielu użytkowników
2008 Styczeń: Sky-Skan instaluje pierwsze na świecie stereoskopowe planetarium 3D z pełną kopułą w Imiloa Astronomy Center of Hawaii w Hilo na Hawajach. Pierwszym pokazem stereoskopowym w Imiloa Planetarium jest „Świt ery kosmicznej” wyprodukowany przez Mirage IIID.
2008 Lipiec: Sky-Skan demonstruje Definiti 8K: system projekcji fulldome o jasności 60 000 lumenów i rozdzielczości 8k x 8k na IPS 2008 w Adler Planetarium w Chicago, który może konkurować z jakością obrazu filmów wielkoformatowych (system zostanie następnie otwarty w Beijing Planetarium)
2008 Lipiec: Carl Zeiss demonstruje prototypowe projektory „Velvet” na targach IPS 2008 w Adler Planetarium w Chicago. Zeiss zaprojektował serię Velvet od podstaw z myślą o środowisku planetarium, uzyskując niezrównane czarne tło, aby zachować jakość wrażeń związanych z kopułą/planetarium.
2009 Marzec: University of Colorado Denver College of Arts and Media (CAM) założył 25 Octo-core Cinema 4D i After Effects Render Farmę, aby przetwarzać treści z pełną kopułą wraz z Denver Museum of Nature Science i IMERSA
2010 Czerwiec: Vortex Immersion Media instaluje 50-metrowy, wciągający, cyfrowy kino kinowe na działce studyjnej w Los Angeles Center Studios w centrum Los Angeles jako studio badawczo-rozwojowe zajmujące się sztuką i rozrywką, zarządzane i prowadzone przez Ed Lantz, MEE. Razem, on i Kate McCallum, producentka, tworzą program AIR: Artist In Residence, aby promować tworzenie i prezentację eksperymentalnych projektów w przestrzeni kopułowej, takich jak; koncerty muzyka na żywo + sztuka, musicale mieszane, balet 360, performance, teatr i projekty kinowe 360.

Listopad: Institute of American Indian Arts otwiera pierwszą na świecie w pełni przegubową cyfrową kopułę.

2011 Styczeń: Planetarium Uniwersytetu Waszyngtońskiego otwiera pierwszą konwersję 6-kanałowej cyfrowej projekcji HD z pełną kopułką, opartą całkowicie na Microsoft Research WorldWide Telescope . Wykonane przy budżecie sprzętowym i budowlanym wynoszącym 40 000 USD, planetarium oferuje największą na świecie panoramę całego nieba o rozdzielczości 1 terapiksela , umożliwiającą powiększanie do 1 sekundy kątowej na piksel w dowolnym miejscu na niebie. Absolwent UW Philip Rosenfield przedstawił referat na sympozjach Astronomical Society of the Pacific 2010 Cosmos i EPO, opisując projekt i budowę systemu.
2013 Październik: Fiske Planetarium na University of Colorado otwiera prawdziwie hybrydowy optyczny kino cyfrowe 8K z systemem projekcyjnym Sky-Skan 8K Definiti połączonym z optycznym projektorem gwiazdowym Megastar IIA .
2014 Lipiec: Digitalis Education Solutions, Inc wprowadza na rynek najlżejszy, wszechstronny cyfrowy system projekcyjny planetarium, Digitarium Iota. Ważące zaledwie 20,6 funta i 33,5 funta, systemy Digitarium Iota i Digitarium Delta 3 reprezentują filozofię projektowania na pierwszym miejscu, stanowiącą uzupełnienie dla nowego flagowego systemu ze stałą kopułką, Digitarium Aethos.
2015 Styczeń: Emerald planetarias wypuszczają na rynek przenośne, cyfrowe teatry 3D ze stereoskopowym systemem projekcji fulldome, połączonym z oprogramowaniem do symulacji planetarium MV2. W ramach serii przenośnych systemów planetarium LITE.
2020 Styczeń: Lumen & Forge tworzy największą do tej pory kopułę projekcyjną (40 000 stóp kwadratowych) w Miami na Super Bowl. Wykorzystali dużą nadmuchiwaną konstrukcję i system 24 projektorów. Niels Goossens, Misha Fradin i Palmer Nicklas zbudowali kopułę, aby pomieścić wiele dużych wydarzeń w przestrzeni 360 stopni.

Zobacz też

Bibliografia