Compact UTM

Sercem systemów wizualizacji ScreenSim.Net jest procesor obrazu Compact UTM firmy 3D perception, który dokonuje skalowania, korekcji geometrycznej i korekcji stref granicznych, a także korekcji kolorów przy zachowaniu zerowego czasu opóźnienia ramki. Compact UTM jest dla projektorów źródłem obrazu, bez widocznych połączeń (szwów), o maksymalnej rozdzielczości WUXGA.

Funkcje Compact UTM

1. Nieliniowe mapowanie obrazu (NLIM)

NLIM jest funkcją procesora UTM, która ustala poprawną  geometrię obrazu, który jest wyświetlany na ekranie o walcowym lub sferycznym kształcie w taki sposób jak jest widziana z określonego punktu obserwacyjnego. Ta funkcja może być wykorzystywana również na płaskim ekranie, jeżeli niezbędna jest linearyzacja obrazu piksel do piksela.

Procesor UTM oferuje cztery typy korekcji geometrycznej obrazu:

1.1. Korekcję ręczną – ręczna korekcja geometrii może być zdefiniowana jako siatka NURBS, która określa mapowanie niezniekształconego sygnału wejściowego na obraz wyjściowy.

Siatka jest kontrolowana przez wiele punktów kontrolnych, z których każdy wpływa na oczko siatki i obszar wokół niego. Wstępnie wszystkie punkty kontrolne są uformowane w regularna siatkę prostokątną, definiującą niezniekształcony obraz. Im  punkty kontrolne są bardziej przesunięte ze swoich początkowych pozycji to więcej zniekształceń jest dodawane do obrazu. Ilość punktów kontrolnych w kierunku poziomym i pionowym może być zmieniana na ekranie „Control points”. Dwa punkty kontrolne definiują prostą korekcję trapezu ale liczba punkty kontrolnych 25x25 może być wykorzystana do korekcji skomplikowanej geometrii obrazu.

Poza punktami kontrolnymi , parametr określający krzywiznę jest zdefiniowany przez matematyczny wzór krzywej.  Wskaźnik krzywizny może być zinterpretowany jako matematyczna gładkość zniekształceń. Wskaźnik krzywizny 1 daje proste linie pomiędzy punktami kontrolnymi z ostrymi „kolanami” na każdym punkcie kontrolnym (stosowny do ekranów płaskich lub walcowych, które są liniowe w kierunku pionowym). Wskaźnik krzywizny 2 daje gładszą krzywą (krzywa drugiego rzędu) pomiędzy punktami kontrolnymi. Wyższy wskaźnik krzywizny (najwyżej 1 poniżej liczby punktów kontrolnych) daje wzrastającą gładkość krzywizny. Przy wyższym rzędzie krzywizny powierzchnia wpływu przez jeden punkt kontrolny jest wyższa.

1.2. Automatyczna kalibracja – Automatyczna korekcja geometrii jest uzyskiwana poprzez interpolację współrzędnych źródeł obrazu, kształtu ekranu i wymiarów, pozycji oczu , charakterystyki obiektywu projektora i jego położenia w układzie wizualizacji.

1.3. Uzyskane z pliku – Procesor Compact UTM może odczytać parametry korekcji geometrycznej uzyskane jako importowane pliki w specjalnym formacie (*.csv), które określają interpolację.

1.4. Całkowicie zautomatyzowane – W pełni automatyczna korekcja geometrii i edge blending może być zrealizowana przy użyciu procesora CompactUTM wraz  z ekranem CompactClick.

2. Regulacja stref granicznych (Edge blending)

Elastyczna korekcja stref granicznych (soft-edge Edge Blending) jest to funkcja realizowana przez CompactUTM, która pozwala na zetknięcie dwóch lub więcej ciągłych obrazów tworzących jeden bezprzerwowy obraz o dowolnym wymiarze i kształcie. Korekcja stref granicznych jest to regulacja obrazu na powierzchni , w której dwa obrazy pochodzące z dwóch projektorów nakładają się wzajemnie. Na tym obszarze, intensywność obrazu zmniejsza się od 100% do 0% jako funkcja parametrów Alpha i Gamma.

Linia podziału jest zdefiniowana ilością punktów kontrolnych minimum 2 i maximum 5 w każdym kierunku (poziomym, pionowym, ukośnym). Jeśli wykorzystujemy 2 punkty kontrolne, brzeg będzie prostą linią pomiędzy dwoma punktami granicznymi. Jeśli wykorzystamy więcej punktów, otrzymamy bardziej skomplikowany kształt rozgraniczenia.

3. Korekcja Gamma.

Compact UTM pozwala na regulacje korekcji Gamma w pojedynczym projektorze wszystkich podstawowych kolorów lub każdego z osobna tzn. niezależna regulację korekcji gamma dla koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. Jest dostępna również regulacja współczynnika Inverse Gamma dla poszczególnych kolorów podstawowych.

4. Jednorodność kolorów.

UTM realizuje tłumienie i wzmocnienie podstawowych  kolorów jak również matrycę 3x3 kolorów w celu precyzyjnej regulacji kolorów. W module Color Matcher te wartości mogą zmieniane ręcznie lub automatycznie. Compact Color Matcher umożliwia kalibrację zgodności kolorów w wielu projektorach z kolorami referencyjnymi oraz szybką rekalibrację aby b utrzymać zgodność kolorów w czasie.

5. Scenariusze.

Można stworzyć określone scenariusze ustawień Geometrii, stref granicznych, kolorów, i korekcji Gamma w określonych porach dnia. Dla przykładu :” Scena 0% światła” może oznaczać kompletna ciemność a „Scena 100%” może oznaczać pełne światło dzienne. W miarę upływu czasu system może zostać „poinstruowany” , że intensywność światła jest na szczególnym teoretycznym poziomie. System może wtedy automatycznie interpolować nowe ustawienia geometrii, stref granicznych, kolorów i korekcji Gamma od wpisanych dwóch zbliżonych so siebie scen do trzeciej teoretycznej.

6. Skalowanie

CompactUTM pozwala na skalowanie sygnału wyjściowego do określonej rozdzielczości. Dostępne są następujące typy skalowania:

  • a. „Wypełnij wszystko”:
  • Wyświetlaj na wyjściu obraz źródłowy w taki sposób aby wypełnić określoną powierzchnię i format.
  • b. „1:1”  Wyświetlaj na wyjściu obraz źródłowy 1:1, piksel na piksel.
  • c. „Proporcje obrazu” : Wyświetlaj na wyjściu obraz źródłowy w taki sposób aby zachować proporcje obrazu wejściowego.
  • d. „16:9” : Wyświetlaj na wyjściu obraz wejściowy w proporcjach 16:9

„Zdefiniowany przez użytkownika”: pozwala na wyskalowanie rozdzielczości i formatu obrazu zdefiniowanego przez użytkownika.

7. Kompensacja HotSpot

To cecha jest szczególnie przydatna do tylnej projekcji. W wielu przypadkach powierzchnia ekranu wokół osi obiektywu jest oświetlona jaśniej niż pozostała powierzchnia ekranu. Rozproszenie światła  na pozostałej powierzchni ekranu powoduje zmniejszenie jasności. Kompensacja efektu HotSpot pozwala na takie ustawienie jasności powierzchni hot spot takiej samej jak na pozostałej powierzchni ekranu.

8. Wzmocnienie poziomu czerni.

Compact UTM pozwala na wyeliminowanie jaśniejszych powierzchni, których cyfrowe projektory się nakładają, co powoduje resztkowe światło z projektowych cyfrowych. Funkcja „Black Level Enhancement” pozwala na uzyskanie jednolitej czerni na całej powierzchni projekcji takiej samej jak poza strefą nakładania. Dla każdego piksela obrazu, jasność pikseli czarnych lub bliskich czerni jest modyfikowana aby skompensować różnice pomiędzy istniejącym  poziomem czerni a właściwym poziome czerni na miejscu tego piksela.

9. Aktywny akcelerator stereoskopowy dla wysokich częstotliwości odświeżania.

Ta cecha umożliwia pracę CompactUTM w wysokiej pionowej częstotliwości odświeżania do sterowania okularami migawkowymi przy aktywnej projekcji stereoskopowej.

10. Generator Wzorca testowego

CompactUTM zapewnia odpowiednią liczbę wzorców testowego obrazu niezbędnych do ustawień , okresowych regulacji konserwacyjnych systemu. W innych przypadkach generatory obrazu nie oferują tej funkcji. Następujące wzorce testowe są dostępne.

11. Automatyczna korekcja geometrii z CompactClick

Użycie procesora obrazu CompactUTM wraz z ekranem Aurora/CompactClick Screen lub innym ekranem zawierającym wbudowane czujniki, zapewnia automatyczną linearyzację i edge blending w systemie wizualizacji w czasie kilku sekund. To jest możliwe dzięki matrycy czujników wmontowanych w ekran i algorytmowi 3D-Perception o determinuje dokładne położenie projektora i jego kąt pochylenia obiektywu .

12. Moduł Analizy sygnału

Moduł Analizy sygnału jest wykorzystywany do precyzyjnego ustawienia sygnału wejściowego w procesorze CompactUTM. Użytkownik otrzymuje wizualne sprzężenie zwrotne z informacją jak sygnał wejściowy reaguje na precyzyjną regulację.

13. Czujnik kolorów ChromaSync

Wieloprojektorowy system wizualizacji może być zabezpieczony przed różnicami w jednorodności obrazu na całym ekranie. Każdy projektor może zmieniać swoje kolory i intensywność obrazu w czasie i automatyczna regulacja może być niezbędna. 3D-Perception proponuje rozwiązać ten problem używając automatyczny  system z wbudowanymi wokół ekranu  czujnikami ChromaSync.    Jeden czujnik kolorów na kanał wizyjny umożliwia pomiar i charakterystykę parametrów każdego projektora indywidualnie. Poprzez porównanie zebranych informacji z każdego projektora jest wyliczona korekcja dla każdego kanału. Dzięki indywidualnemu mapowaniu korekcji gamma , korekcja intensywności, kolorów obrazu jest dokonywana poprzez zwykłe kliknięcie.