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客戶：
Seinajoki理工學(xué)院 

產(chǎn)品：
5臺Christie Mirage 4000數(shù)字投影機

合作伙伴：
IDCF

評價：
“我們共收到了17份投標申請，最終有5家公司獲得投標權(quán)。 我們知道，全世界能夠生產(chǎn)該級別投影機的制造商只有兩家，其中一家就是Christie。”

背景
上世紀90年代，在信息技術(shù)學(xué)位課程設(shè)立以前，工廠模擬一直被包括在自動化和運輸工程、食品加工和生物技術(shù)、木材工藝和建筑工程等學(xué)位課程之中。 在此期間，Seinäjoki理工學(xué)院先后熟悉并采用了模擬、計算機立體視覺和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。 當時，他們采用的是Deneb的Quest and IGRIP模擬程序，這是一款完全基于OpenGL的軟件，只能在SGI的硬件上運行。

“這樣一來，我們對虛擬現(xiàn)實的興趣不斷增長，最終熱切希望擁有自己的先進虛擬現(xiàn)實空間，以同其它理工學(xué)院展開競爭，”Seinajoki理工學(xué)院實驗室工程師Tapio Hellman稱。

1996年，機械電子學(xué)（一門結(jié)合了機械、電子和計算機控制的學(xué)科）的新學(xué)位課程在技術(shù)學(xué)院開設(shè)，以滿足社會對機械修理廠和該領(lǐng)域內(nèi)工程技術(shù)工作的需求。

這門學(xué)位課程大受歡迎，甚至讓技術(shù)學(xué)院措手不及，無法提供充足的場地設(shè)備，因此Seinäjoki理工學(xué)院開始制訂計劃，建造新的技術(shù)中心。 這一設(shè)想在2003年實現(xiàn)，商學(xué)院和技術(shù)學(xué)院的IT相關(guān)學(xué)位課程被整合到一起，組建了新的ICT學(xué)院，并以新建成的‘Frami’大樓作為學(xué)院所在地。 這棟大樓也接入了EPANET研究網(wǎng)絡(luò)，這是南博騰各所芬蘭大學(xué)合作建立的研究網(wǎng)絡(luò)，于2003年投入使用，其中就包括虛擬技術(shù)專業(yè)。

該專業(yè)課程將從虛擬現(xiàn)實實驗室和CAVE獲益匪淺，就像ICT學(xué)院所有15個實驗室一樣，CAVE由Seinäjoki理工學(xué)院聯(lián)合委員會資助，另外約有20%的資金來自歐盟項目。

采購及規(guī)格
Seinäjoki理工學(xué)院通過大量的因特網(wǎng)信息瀏覽開始對世界各國現(xiàn)有的CAVE設(shè)施進行研究，坦佩雷技術(shù)學(xué)院虛擬現(xiàn)實中心主任Mika Iltanen為此提供了有力支持和幫助。

理工學(xué)院與IDCF的第一份合同于2002至2003年間簽署，當時正在整個歐洲范圍內(nèi)進行‘Frami’技術(shù)中心的IT硬件招標。合同分為幾個單獨的競標部分，而IDCF贏得了供應(yīng)40臺DLP投影機的項目。

2004年，Seinäjoki理工學(xué)院面向全歐洲公開招標，招標內(nèi)容包括DLP投影機、反射鏡、投影表面和CAVE安裝，當時有多家公司有能力承擔(dān)高水準沉浸式環(huán)境的建造任務(wù)。

“我們共收到了17份投標申請，最終有5家公司獲得投標權(quán)。 我們知道，全世界能夠生產(chǎn)該級別投影機的制造商只有兩家，其中一家就是Christie，”Tapio說。 只有5家供應(yīng)商獲得投標權(quán)，其中就有兩家提供Christie產(chǎn)品，這非常重要。

在Christie系統(tǒng)工程師Andy Symonds的領(lǐng)導(dǎo)下，Christie承擔(dān)了最頂級的3D沉浸式環(huán)境的設(shè)計和安裝工作，該環(huán)境是完全環(huán)繞的立體環(huán)境，采用覆有特殊涂層的屏幕，并使用反射鏡折射光纖，以縮短投影距離。

最初的投標要求以四面和五面立方體為標準。 開始，在最終決定采用初始的最大屏幕和表面數(shù)量之前，理工學(xué)院曾考慮到潛在的財務(wù)風(fēng)險，因而選擇了四面方案，“因為這樣在后期會很難實現(xiàn)，無論是從經(jīng)濟角度還是工作量的角度，”Tapio說。 他解釋了地板投影在地板以下進行的四面CAVE將會浪費沉浸式環(huán)境和質(zhì)量。 他相信，五面才是最佳的數(shù)量，“因為立方CAVE的六個面會導(dǎo)致聲學(xué)、通風(fēng)、布線和定向等方面的問題，而且在像我們這樣的一個非立方CAVE環(huán)境下，每塊屏幕的寬高比都是4:5，所以六面根本不可行。”

Seinäjoki理工學(xué)院的CAVE幾乎是一個立方體空間，其中包含5個背投表面（左墻、后墻、右墻、地板和天花板）。 空間尺寸為3米 x 3米（高2.4米），玻璃地板能夠支撐超過5000千克的不規(guī)則載荷。 CAVE一次容納一到五人時，可獲得最佳的沉浸體驗。

屏幕采用基于丙烯酸樹脂的材料，觀看者一側(cè)的光學(xué)漫射表面能夠消除極高亮度投影機所產(chǎn)生的任何熱點，并將光線均勻分布。

在這些表面上投影了一個由Silicon Graphics Onyx4 UltimateVision計算機制作的3D主動立體圖像，該計算機采用10個MIPS R16000處理器，運行速度達700-800 MHz，具有14 GB共享內(nèi)存、1.6 TB RAID硬盤陣列、6 ATi FireGL SG2 OpenGL圖形管線、千兆以太網(wǎng)接口和Iris音頻處理器。 處理器最多可增加到16個，圖形管線可增加至8個。操作系統(tǒng)為IRIX 6.5.25。

理工學(xué)院定購了一臺5 PC群集器，也可以用作CAVE圖形生成器，運行Windows和Linux軟件（除SGI IRIX以外）。 “這是全球虛擬現(xiàn)實實驗室的全新發(fā)展趨勢，我們希望也能夠成為其中的一部分，”Tapio。

圖像由Christie Mirage 4000數(shù)字投影機生成，每個都來自對應(yīng)的投影系統(tǒng)。

計算機生成這五幅投影圖像，其中包含幾何元素和位圖，還有可能包含視頻內(nèi)容。 此外，該系統(tǒng)對CAVE立方體內(nèi)觀察者的動作具有最小的響應(yīng)時間，能夠根據(jù)CAVE使用者的位置、方向及其使用的輸入設(shè)備的變化在每面墻上投影出一幅圖像。

投影出的圖像是主動立體圖像，佩戴頻率為2 x 45 Hz的液晶快門眼鏡（使用紅外線以每秒96次的速度開關(guān)）后，每只眼睛都能看到獨立的圖像。 投影機的刷新頻率與快門眼鏡的開關(guān)頻率同步，使左右眼圖像以間隔投影幀的速率切換。 （快門眼鏡能夠遮擋圖像，阻止眼睛看到特定圖像，有效地為每只眼睛提供特定的3D圖像）。

要有效使用地板和天花板投影，圖像需要以主動（不是被動）立體的方式投影，并采用不同的極化系統(tǒng)。 “CAVE是一個虛擬現(xiàn)實環(huán)境，使用者可以瞥一眼虛擬的角落，看一看虛擬桌子的下面。 這給使用者帶來一種真正身處其中的沉浸式體驗，雖然實際上一切都是虛擬的，”Tapio解釋說。