Virtuality: Laboratoř virtuální reality

Základ laboratoře virtuální reality byla vybudován na základě grantu FRVŠ 6/2006/Ab (Laboratoř virtuální reality), který získal dr. Šorm. Z tohoto grantu byla pořízena hlavní projekce laboratoře, trackery pohybu, grafická stanice HP wx6400 a základní softwarové vybavení. Postupem času bylo vybavení laboratoře zlepšováno řadou dalších projektů. Byla pořízena stanice s překlápěnými brýlemi (grant FRVŠ na vznik předmětu Animace a geoprostor), pořízeny nové řídící stanice a nový software (grant FRVŠ na Rozvoj laboratoří pro výuku geografických informačních technologií) a řada dalších.

Vybavení laboratoře

Hlavní stereografická projekce na technologii Infitec

Projekce je řízena dvěma počítači DELL OptiPlex 755 DT, které byly oproti běžné verzi doplněny o profesionální grafické karty. Jejich konfigurace je:

Intel Core 2 Duo E8400 (3GHz,1333MHz,6MB),
4096MB (2x2048MB) 800Mhz DDR2 Dual Channel NON-ECC,
250GB (7,200rpm) SATA HDD,
256MB nVidia Quadro FX 570 (ELGA11) Dual Monitor DVI or VGA Graphics Card Kit,
16X DVD+/-RW Drive, Media Card Reader : 19-in-1,
klávesnice, myš, SpaceNavigator Personal Edition,
LCD LG 20" s rozlišením 1600x1400 px.

K hlavní stanici (Vituality1, levý monitor na řídícím stole, spodní PC) jsou připojeny 2 projektory Projection Design s rozlišením 1400x1050 px. Tyto projektory jsou vybaveny filtry Infitec (viz stránky Barco), které umožní barevný posun promítaného obrazu (každý kanál je posunut do jiné části spektra, tak aby obraz byl vždy jedním okem neviditelný). Stereoskopické brýle s barevnými skly pak pomohou posunout spektrum zpět. Jedná se de facto o velmi pokročilou variantu modro-červených 3D brýlí z časopisů. Projekce je pasivní, brýle jsou tudíž poměrně lehké a komfortní. Projekce má rozměr přibližně 2x3 metry a je promítáno pomocí zadní projekce. Z nedostatku místa je na plátno promítáno pomocí zrcadla, které značně zkracuje vzdálenost nezbytnou k nasvícení celého plátna.

Ke druhé stanici (DEMO, pravý monitor, horní PC) je připojeno řešení pro snímání pohybu. Základem je zařízení Flock of Birds firmy Ascension. Jedná se o generátor elektromagnetického pole. V tomto poli se pohybují snímače pohybu. Jeden je umístěn na brýlích, které nosí pozorovatel, druhý pak v 3D myši Wanda. Informace z těchto trackerů jdou do řídících jednotek. Z nich jsou pomocí sériového portu přeposlány do PC. Druhý sériový port je napojen přímo na Wandu.

Snímač pohybu na stereoskopických brýlích a 3D myš Wanda

Druhá řídící stanice pro stereoprojekci a práci s multimedii

Nejvýkonější stanicí v laboratoři je MacPro Two

Procesory:	2 x 2.26GHz Quad-Core Intel Xeon
RAM:	16 GB, 1066MHz DDR3 ECC SDRAM
Graf. karta:	2 x nVidia GeForce GT120, 512 MB RAM 1 x nVidia Quadro 4800 for Mac, 1.5 GB RAM
HDD:	2 x 1TB na systémy + 1TB RAID-1 pole na data
Operační syst.:	Windows 7, MacOS X 10.6
Podrobné specifikace:	http://www.apple.com/macpro/specs.html

Je na ní k dispozici software pro práci s multimédii:

MacOS X: Aperture, iLIfe (iPhoto, Garage Band, ...), Final Cut Studio, Logic Studio
Windows 7: Adobe Creative Suite Production Premium, Adobe After Effects + software na klíčování (Primate Pro Keyer + Key Correct Pro)

Vývojové nástroje:

MacOS X: XCode
Windows 7: Microsoft Visual Studio, knihovny wxWidgets, OpenGL, GLUT, VRUT, OpenCV, aj. (většinou v 64b verzi)

MacPro Two

Experimentální stanice s překlápěnými brýlemi

Mimo ty dvě stanice je v LVR k dispozici také grafická stanice HP wx6400 vybavená grafickou kartou nVidia Quadro FX 3500, SATA RAID-1 polem a 2GB RAM. Tato stanice slouží pro experimentování se stereoskopickou projekcí. Pokud chce uživatel na této projekci pracovat, stačí zapojit DVI kabely do této stanice místo do stanice MacPro. Navíc ke stanici jsou připojeny překlápěné brýle (shutter glasses) firmy nuVision. Brýle jsou bezdrátově synchronizovány pomocí infračerveného signálu. Stanice disponuje 21" monitorem s obnovovací frekvencí 140Hz.

Mutimediální vybavení

Na jaře 2007 byla zakoupena z grantu FRVŠ 2412/2007/F5d a za významné podpory vedení Ústavu informatiky kvalitní fototechnika, která odstartovala budování laboratoře digitální fotografie. Grant FRVŠ 1593/2008/F5b nám umožnil zakoupit potřebný software a kvalitní zahraniční literaturu.

K dispozici je digitální zrcadlovka Nikon D80, multi-power battery pack, objektiv AF-S DX VR Zoom-Nikkor 18-200 f/3.5-5,6G IF-ED, objektiv Nikkor 50mm f/1,4D, mezikroužky Soligor, systém filtrů Cokin série P, stativ Velbon Sherpa 538, ateliérová halogenová svítidla, set systémových blesků SB 800 + barevné gelové filtry

Dále jsou k dispozici dvě kamery Canon HG20. Canon HG20 je High Definition videokamera s pevným diskem o kapacitě 60GB, což je dost až pro 22 hodin záznamu ve Full HD rozlišení. Kamera obsahuje 3,3 megapixelový CMOS snímač s vysokou citlivostí a nízkou úrovní šumu. Součástí jsou také HD objektiv s 12x optickým zoomem a obrazový procesor DIGIC DV II speciálně optimalizovaný pro HD video, ten má na starosti zejména účinnou redukci šumu a optimální kompresi videa do formátu AVCHD. Ke kamerám byl zakoupen stativ Velbon s nástavcem pro natačení stereo filmů.

Softwarové vybavení

	CAVELib is the most widely used Application Programmer's Interface (API) for developing applications for immersive displays. The philosophy of the CAVELib is to let the developer concentrate on their application and let the CAVELib handle the difficulties of VR. Computes correct viewer-centered stereo projections Configurable for multiple pipes and/or multiple channels Supports quad-buffering Active and passive stereo support OpenGL™ based Compatible with higher level OpenGL graphics APIs like OpenInventor™ Direct OpenGL Performer support
	The trackd is a small "daemon" application that takes information from a variety of tracking and input devices and makes that information available for other applications to use. Trackd is used with large and small immersive displays to allow applications to take advantage of six degree of freedom tracking and immersive interactive tools. Trackd is used by all VRCO products, including VRScape® and vGeo™, as well as all CAVELib™ applications.
	The Virtual Global Explorer and Observatory (vGeo) is an interactive data fusion and visual analysis tool designed to meet the complex challenges faced by today's scientists, engineers and simulation analysts. A vGeo user can navigate and interact with a time varying, three-dimensional world constructed from many large, multivariate data sets including observations, computer simulations, images, and model objects.
	OpenGL (Open Graphics Library) je průmyslový standard specifikující multiplatformní rozhraní (API) pro tvorbu aplikací počítačové grafiky. Používá se při tvorbě počítačových her, CAD programů, aplikací virtuální reality či vědeckotechnické vizualizace apod. (z Wikipedie)
	Open Inventor, originally IRIS Inventor, is a C++ object oriented retained mode 3D graphics API designed by SGI to provide a higher layer of programming for OpenGL. Its main goals are better programmer convenience and efficiency. (z Wikipedie)
	Conduit™ is a software solution that enables desktop applications for PC clusters and multi-channel visualization systems such as the Mechdyne CAVE™, FLEX™, PowerWall™ and other high-resolution displays. Without any change to the desktop application, the Conduit middleware layer provides the following capabilities: Support for multi-channel, multi-planar 3D displays systems Stereoscopic viewing for true depth perception and more insightful design reviews Real-time changes in viewing perspective as the user moves within a virtual environment Enhanced resolution output using cluster-based, multi-projector, tiled displays
	Aplikace Google Earth Pro vám umožní podívat se kamkoli na Zemi a prohlížet si satelitní snímky, mapy, terén i prostorové budovy, a v režimu Obloha můžete dokonce zkoumat galaxie. Můžete objevovat bohatý geografický obsah, ukládat si navštívená místa a sdílet je s ostatními. S aplikací Google Earth Pro můžete snadno prozkoumávat místa a své objevy prezentovat. Několika kliknutími můžete importovat plány stavenišť, seznamy nemovitostí nebo lokality klientů a toto zobrazení sdílet se svým klientem nebo spolupracovníkem. Můžete dokonce exportovat obrázky s vysokým rozlišením do dokumentů nebo na web.
	VR Juggler is scalable from simple desktop systems like PCs to complex multi-screen systems running on clusters or on high-end workstations and supercomputers. The flexibility of VR Juggler allows applications to execute in many VR system configurations including desktop VR, HMD, CAVE™-like devices, and Powerwall™-like devices. The portability of the VR Juggler code ensures that any operating system can be used. VR Juggler 2.0 supports IRIX, Linux, Windows, FreeBSD, Solaris, and Mac OS X.
	ArcGIS 3D Analyst efektivně zobrazuje (vizualizuje) a analyzuje data reprezentující povrch. Poskytuje nástroje pro tvorbu 3D povrchů (rastrový nebo trojúhelníkový model) a jejich analýzu (orientace svahů, sklon, změna sklonu, rozdíl dvou ploch, výpočet kubatury, profil, analýza viditelnosti, ...). Na základě tvaru terénu přidává datům Vašeho GIS třetí dimenzi. ArcGIS Spatial Analyst nabízí širokou škálu nástrojů pro prostorové modelování a analýzu, které umožňuje vytvářet, zobrazovat, dotazovat a analyzovat rastrová data. Síla nadstavby ArcGIS Geostatistical Analyst spočívá v jejích nástrojích pro tvorbu spojitého povrchu z hodnot naměřených v diskrétních bodech.