Système CAVE du centre de calcul Leibniz

Le Leibniz-Rechenzentrum (LRZ, centre de données utilisé par l'université Louis-et-Maximilien de Munich, l'université technique de Munich et l'Académie bavaroise des sciences), situé à Garching, près de Munich, abrite une application CAVE fascinante. Plusieurs fois par semaine, des scientifiques de disciplines complètement différentes, tels que des archéologues, des architectes, des informaticiens, des ingénieurs civils, des ingénieurs en mécanique et des zoologistes, se présentent au centre, car ils ont tous programmé quelque chose qu'ils veulent visualiser en 3D dans une salle de projection spécialement équipée. Équipés de lunettes à obturateur 3D actives, ils entrent directement dans la projection. Compte tenu de la diversité des disciplines, la bande passante des applications est énorme.

En octobre 2012, le Centre de réalité virtuelle et de visualisation (V2C) a ouvert ses portes. Depuis, une installation de projection à cinq côtés, illuminée par 10 projecteurs Christie® stéréo actifs, a été ajoutée. Christoph Anthes, scientifique du LRZ impliqué dans le projet, considère l'ensemble de l'installation comme étant toujours « en cours de construction ». « L'installation nous a été présentée pour la première fois en juillet 2012. Son inauguration a eu lieu en octobre, mais elle est en cours de construction, car de nouvelles questions se posent régulièrement. Un fonctionnement normal ne correspondrait certainement pas à la description de l'installation actuelle », ajoute-t-il.

Le but du système est de permettre aux utilisateurs de s'immerger complètement dans l'espace en trois dimensions (3D). C'est pourquoi l'installation est également équipée d'un système de réalité augmentée, composé d'un contrôleur maître et de deux nœuds de contrôle. Ce système est équipé de quatre caméras et peut être étendu à quatre autres caméras mobiles. Ainsi, la position de l'utilisateur est détectée et sa perspective de visualisation est convertie en temps réel sur la représentation de projection. Si l'utilisateur se déplace à l'intérieur de l'environnement CAVE, la représentation se déplace en conséquence.

Équipé par le spécialiste de l'audiovisuel Kraftwerk Living Technologies GmbH basé à Wels, en Autriche, ce nouveau laboratoire de réalité virtuelle a été ouvert par le chef de projet Johannes Schmidmayr, dont l'équipe de six personnes a consacré près d'un an à la planification et à la gestion du projet.

La salle elle-même mesure 12 x 13 mètres et 12 mètres de haut, une partie étant occupée par la salle de projection intégrée. La hauteur sous plafond de 12 mètres est pleinement utilisée, car des projecteurs sont installés au-dessus et en-dessous du cube.

Au total, 10 projecteurs Christie Mirage WU3 sont utilisés pour la rétroprojection dans un système 3D actif. Ces appareils projettent non seulement les images à l'avant et sur les deux côtés, mais également au sol et au plafond.

Le Christie Mirage WU3 est un projecteur stéréo actif tri-DLP® offrant une fréquence allant jusqu'à 120 Hz et une résolution WUXGA de 1 920 x 1 200 pixels. Sa luminosité de 3 000 lumens ANSI est idéale pour ce type d'applications. Tous les projecteurs Mirage sont équipés de la technologie Christie Twist™, qui assure des transitions transparentes dans les projections, et d'objectifs présentant un écart de projection de 1.4 à 1.8:1 en raison des courtes distances.

« Un système 3D actif était indispensable, ce qui a motivé notre décision d'utiliser des projecteurs Mirage », déclare Johannes Schmidmayr au sujet du choix des projecteurs. « Nos calculs ont également prouvé qu'avec la taille d'écran de 2,7 x 2,7 mètres, les 3 000 lumens du WU3 sont parfaits pour obtenir une luminosité correcte et un contraste simultanément élevé à l'écran », ajoute-t-il.

La fixation des projecteurs a été l'une des principales difficultés rencontrées par Kraftwerk Living Technologies, car les appareils devaient être découplés de la construction de la salle de projection. « Des vibrations auraient pu se produire en entrant dans l'environnement CAVE et auraient provoqué un tremblement visible », déclare M. Schmidmayr. « Après avoir installé la salle de projection dans le bâtiment, nous avons fait planifier, concevoir et assembler des supports muraux spéciaux pour les projecteurs, afin qu'il n'y ait aucun point de contact mécanique », ajoute-t-il.

Compte tenu de la position spatiale, toutes les rétroprojections sont déviées au moyen de miroirs, les projecteurs transmettant les images à chaque écran de projection, en superposition horizontale.

Un système de cluster SGI 10:2 sert de lecteur multimédia. Un ordinateur maître est utilisé comme ordinateur d'applications, un deuxième étant utilisé comme solution de secours, et 10 nœuds de rendu préparent le contenu pour les projecteurs. Un système Crestron DigitalMedia est utilisé pour la transmission des signaux et les images sont projetées sur cinq écrans de projection Stewart Filmscreen, le sol étant un plancher de verre de 70 mm d'épaisseur.

L'installation des projecteurs Christie n'a posé aucun problème. En revanche, l'installation des différents logiciels sur le cluster n'a pas été dans difficulté pour Kraftwerk Living Technologies.

« Nous avons apprécié de travailler avec les projecteurs Christie Mirage, car ils nous ont considérablement simplifié la tâche avec leurs nombreuses fonctionnalités, telles que leurs fonctions intégrées de fusion des bords et de distorsion », déclare M. Schmidmayr, sans équivoque. « Par ailleurs, ils offrent une qualité d'image et une fiabilité exceptionnelles. Pendant toute la durée de mise en service, nous n'avons rencontré aucun problème technique. Les projecteurs ont fonctionné et continuent de fonctionner parfaitement. Nous les réutiliserons donc pour une installation similaire. En fait, nous avons utilisé ces appareils précédemment dans une configuration similaire pour un constructeur automobile bien connu », conclut-il.

Christoph Anthes de LRZ est également très satisfait de ces projecteurs. « La séparation stéréo fonctionne parfaitement, les projections sont suffisamment lumineuses, le contraste et la netteté sont stupéfiants, et les appareils fonctionnent depuis l'installation sans qu'aucune intervention ne soit nécessaire. Bien évidemment, c'est très important pour nous », a-t-il déclaré.