Entzerrung einer Halbkugelprojektion

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Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Lichttechnik » Mon Jan 14, 2013 12:23 pm

Hallo liebe Admis’s, Techniker und kreative Nutzer von PB.


Bei meinem Projekt welches sich mit der Halbkugelprojektion beschäftigt, stehe ich vor einem Problem der korrekten Entzerrung eines Bildes.

Worum geht es hierbei.

Ich habe eine Halbkugel(Durchmesser d=1,5m), einen sphärischen Spiegel (600x100x300mm; BxTxH) und einen DLP( Panasonic PT-DZ 6700 mit DLE250 Objektiv) welcher oberhalb der Kugel, geneigt angebracht ist (ein Bild des Aufbaus habe ich angefügt).
Ziel soll es sein die Halbkugel über den Spiegel von innen zu beleuchten. Für diesen Zweck sollte eine Szene von der Position des Beobachters (ca. 11cm vor der Halbkugel sitzend) entsprechend entzerrt sein.
Die ersten Versuche mittels Warper und mehrerer Meshes, „On the run“ die Verzerrung von Kugel und Spiegel zu beheben sind gänzlich in die Hose gegangen. :(
Die Objektvorlagen in PB konnten mir leider auch nicht weiterhelfen da ich ja wie erwähnt die Grafiken in die Kugel projizieren möchte.
Ein Kollege, der ein wenig mehr Erfahrung mit dem Warper hat, meint gehört zu haben dass die geschicktere Vorgehensweise bei dem Problem sei, den Aufbau zu simulieren.

Durch die neue PB Version kann man nun ein 3DS Max Modell in den Warper einbinden.
Die Halbkugel habe ich ohne weiteres modellieren können. Auch das Importieren in den Warper funktioniert prima.
Nun bin ich allerdings an einem Punkt angelangt an dem ich nicht recht weiter komme und hoffe ihr könnt mir ein paar Tipps geben. :?

Wie sollte man nun weiter vorgehen um die Kugel und Spiegelverzerrung ausgleichen zu können?
Das entzerren der Kugel ist ja das eine Problem aber wie kombiniert man am besten beide Verzerrungen(Spiegel und Kugel)?

Evtl. habt ihr schon Erfahrung im Umgang mit solchen Aufbauten und lasst mich an eurem Fachwissen ein wenig Teil haben ;)
Da ich an der Universität angestellt bin, zahlt mir zu meinem bedauern leider keiner den Aufbaukurs in PB :cry:

Vielen Dank im Voraus,
Mfg
Felix
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Re: Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Markus Zeppenfeld » Mon Jan 14, 2013 3:47 pm

Hallo Felix,

es gibt diverse Möglichkeiten sich der Entzerrung zu nähern.
Wenn ein 3D-Objekt existiert kann dieses mit all seinen Vertices angefasst und entsprechend verschoben werden. Somit kann man dann z.B. die Ränder vom Modell auf das Objekt gelegt werden. Genauso kann auch eine gerade Projektion erzielt werden, indem die Meshes auf eine gerade Linie auf dem Objekt gezogen werden.

Alternativ kann auch ein Objekt auf den Layer gelegt werden und zusätzlich der Output mit dem "dynamic warping", während man auf die Projektion schaut, "verbogen" werden.
http://www.coolux.de/root/downloads/sup ... arping.htm

Wird ein Objekt im Layer verwendet der die Verzerrung ausgleichen soll, muss allerdings die Position des Projektors genauso wie der reale FOV vom Projektor exakt im 3D-Raum nachgestellt werden.

Markus
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Re: Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Lichttechnik » Wed Jan 23, 2013 4:27 pm

Hallo Markus,

Ich möchte mich erstmal bedanken für die Tipps.Habe bis heute leider erfolglos versucht sie umzusetzen(war leider zwischendurch dienstlich unterwegs daher die späte Antwort)
Die aus 3ds max importierte Halbkugel habe ich versucht im Warper über die Kameraeinstellung bzw die Z-Achse soweit zu manipulieren das die modellierte Kugel mit der echten übereinstimmt. Der nun folgende Schritt ist mir allerdings nicht gelungen :( Der Spiegel verzerrt das Bild bzw die modellierte Kugel weiterhin und der letzte Schritt den Fehler auszugleichen fehlt mir. Stehe da anscheinend auf dem Schlauch.

Mir ist nicht ganz klar was du mit "Genauso kann auch eine gerade Projektion erzielt werden, indem die Meshes auf eine gerade Linie auf dem Objekt gezogen werden." gemeint hast? Sobald ich z.b ein neues Mesh generiere ist dieses um ein vielfaches kleiner als das modellierte Objekt.Und auch so muss ich es dann per Hand bearbeiten?!

Die zweite Variante (dynamic warping). Die Bedienung des Warpers über diese Funktion konnte ich laut Anleitung herstellen aber auch hier fehlt mir leider der letzte Schritt. Meintest du mit "die Position des Projektors genauso wie der reale FOV vom Projektor exakt im 3D-Raum nachgestellt werden" die Einstellung in PB, dem Warper oder in 3ds max?
Ich merke mehr und mehr das hier die Fertigkeiten des Expertenworkshops fehlen :(

Mfg Felix
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Re: Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Markus Zeppenfeld » Mon Feb 04, 2013 5:13 pm

Hallo Felix,

Wenn man ein neues Mesh im Warper anlegt ohne ein 3D-Objekt zu benutzen, kann man auf die Kugel schauen und ei Linien/Meshes so lange biegen, bis sie horizontal und vertikal korrekt in der Kugel verlaufen.

Nutzt man ein Objekt auf dem Layer muss die reale Situation mit der 3D-Welt in Pandoras Box exakt übereinstimmen. Der Warper sowie Pandoras Box haben die gleichen Dimensionen was die 3D-Räume angeht und können miteinander kommunizieren (Update PB camera im Warper klicken).
Das Objekt kann in GMAX, 3Ds oder anderen modeling tools in "beliebiger" Größe erstellt werden. Sinn machen natürlich gewählte Größen wie 1GU=1cm oder 1GU=1m, je nach Größe des Models. Damit kann man dann auch in Pandoras Box die Positionen des Projektors entsprechend angeben.

Was mir gerade erst auffällt: Ist der Spiegel zusätzlich gewölbt?

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Re: Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Lichttechnik » Mon Feb 04, 2013 5:26 pm

Hallo Markus,

Ja der Spiegel ist zusätzlich gewölbt (600x100x300mm; BxTxH) also ein Viertelkugelspiegel. Somit kann ich fast 95% der Kugelinnenfläche "beleuchten".
So muss ich aber theoretisch ja 2 Verzerrungen in einer unterbringen. Die Verzerrung der Kugel an sich und noch dazu den Spiegel?

Mfg Felix
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Re: Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Markus Zeppenfeld » Sun Feb 17, 2013 2:16 pm

Hallo Felix,

das ist korrekt. Du musst den Spiegel sowie die Kugel entzerren. Das gestaltet sich in Kombination natürlich deutlich schwieriger.
Es könnte helfen eine Weitwinkel-Linse in Form des Spiegels im Modeling-Tool zu imitieren und dies entsprechend als Entzerrung zu nutzen.

Ich muss allerdings gestehen, dass ich dieses Problem bisher nie selber überdenken musste.

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Re: Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Lichttechnik » Tue Mar 05, 2013 1:14 pm

Hallo Markus,
Viel weiter sind wir leider noch nicht gekommen, wollen die Sache zusätzlich noch auf einem anderen Weg aufrollen. Darum versuchen wir mit solid works den Strahlenverlauf zu simulieren und eine virtuelle Abbildung des verzerrten Bildes "hinter" dem Spiegel zu erstellen. Dieses Objekt kann ich in 3ds Max importieren u habe so( in unserer Theorie) wieder die Anbindung an den Workflow.

Ein weiteres Problemchen welches du mit Sicherheit schon 100mal gehört hast stellt sich aber noch ein. Das Verhältnis von Objekt und Kameraposition in 3ds Max und in PB.
Ein 3Dobjekt in den Warper zu importieren funktioniert prima. Wo ich noch ein wenig Verständnisprobleme habe ist bei der Positionierung eines 3dObjektes in 3Ds.
Soweit ich das verstanden habe, ist die Kamera in 3ds doch im Grunde der Beamer mit dem ich im Folgenden ein reales Objekt beleuchten will?! Die reale Situation soll im 3draum möglichst genau nachgebildet werden. Also habe ich ein Objekt z.b die Halbkugel(für den Fall das ich mit einem Beamer direkt in die Kugel leuchten will), positioniere die Kamera im Raum auf 0,0,0 und setze die Target Distance z.b auf 250cm.
Nun muss ich doch mein Objekt ggf. so anpassen(Kippen, neigen oder drehen) wie es im realen ist?! Das kann ich über die Kameraansicht in 3Ds betrachten.Die Kamera verändere ich hierbei aber nicht?!

Als ich z.b versucht habe ein Objekt auf 0,0,0 zu positionieren und die Kamera entsprechend zu neigen, konnte ich diese Änderung in 3Ds erkennen, nicht aber in PB nach dem import. Im Warper war so die Ansicht AUS dem Objekt, nicht aber auf das Objekt( Einheiten in 3Ds auf generic unit gestellt).

Ist das soweit richtig oder habe ich einen Denkfehler?

Felix
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Re: Entzerrung einer Halbkugelprojektion

Postby Markus Zeppenfeld » Tue Mar 26, 2013 12:03 am

Hallo nochmal,

generell ist dein Ansatz sehr gut. Die Kamera in 3Ds kannst du allerdings vergessen. Einzig und allein das Objekt ist erstmal interessant. Der Rest wird später in PandorasBox nachgebildet.

Sobald das Objekt in Pandoras Box oder den Warper geladen ist, kann die Kamera dazu benutzt werden den Projektor nachzubilden. Demnach sind die exakte Position sowie der Öffnungswinkel (FOV) zu bestimmen. Mit diesen gemessenen Daten kann dann die Kamera im Warper eingestellt werden und "der Rest" am Objekt zurecht gezogen werden.
Definiert man eine Generic Unit (GU) als cm, kann man die gemessenen Werte direkt in Pandoras Box/Warper eingeben und eine Abbildung des realen Raums erhalten.

Ob man das Objekt als Nullpunkt definiert oder den Projektor spielt keine Rolle. Hauptsache die Kamera und das Objekt sitzen im PB-Raum im Verhältnis korrekt.

Markus
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