Все, что следует знать о панорамной проекции

В отличие от обычной видео-проекции панорамная:

1. Создается с помощью 2-х и более проекторов.
   
2. Адаптирована к определенному пространству, событию, световому шоу. То есть главная задача технологии заключается в том, чтобы создать атмосферу и эффект погружения в искусственно созданную виртуальную реальность.
   
3. Проецируется как изображение в высоком разрешении. В качестве контента выступает либо в строгом смысле слова панорама — горизонтально ориентированное изображение пространства (имитация), сделанное с учетом ракурса и перспективы, — либо другое изображение-разверстка, которое «одевается» на окружающие зрителя стены, пол, потолок.

Наиболее распространенным вариантом является панорамная проекция на стены.
Любая панорама 360 (180) позволяет зрителю «увидеть больше» чем позволяет стандартное изображение, обычная камера и даже человеческий глаз. Технически визуальный контент 360 (180) под видеомэппинг создается либо методом моделирования виртуальной реальности и ее записи в специальном VR-режиме с помощью специального программного обеспечения (Cinema4D, Blender, TouchDesigner, AfterEffects), либо путем склейки нескольких изображений, деформированных, например, по типу «рыбий глаз»:

Панорамное изображение часто создается (и проецируется) с учетом перспективы и точки наблюдения. В реальной жизни мы видим мир не на плоском листе бумаги: дальние объекты, находящиеся прямо перед нами, обладают более малыми размерами, а искажения (растяжение по горизонтали) наблюдаются в крайней верхней и нижний точках обзора. Объекты, расположенные на периферии зрения, растягиваются по вертикали.

В панораме присутствуют искажения. Обычное фронтальное изображение с ограниченным углом обзора можно представить в виде прямоугольной сетки, искажения при этом будут отсутствовать. В панорамах части сетки деформированы определенным образом: сферически выгнутые, со сплюснутыми полюсами, с расширяющимися к зрителю углами и т.д.

1. Равноугольная панорамная проекция — фронтальная плоскость искажена не сильно, выражена прямая линейная перспектива. Верхняя и нижняя грани немного сплюснуты по оси Y, а само изображение растянуто по оси X.(сетка по горизонтали до 2 раз шире, чем по вертикали). По мере удаления от осевого центра композиции увеличивается горизонтальное растяжение. Такой вид панорамы чаще всего можно встретить в проекционном маппинге 3-х стен (с потолком) или полусферических конструкций, хотя возможность обзора составляет до 360 градусов.
   
   
2. Цилиндрическая панорамная проекция — обладает выраженным наличием 3-4 «склеенных» планов. Композиционные оси каждого из этих планов растянуты по оси Y. Такое изображение будет хорошо смотреться в помещениях цилиндрической планировки по типу газгольдера. Однако это не значит, что его нельзя адаптировать под другие пространства. Возможность обзора составляет до 360 градусов.
   
   
3. Сферическая панорамная проекция (эквидистантная, фишай, стереографическая) — чтобы понять сферическую проекцию можно представить, как наша воображаемая сетка деформируется шаром. В сферических панорамах мы не увидим выраженные углы, а искажения присутствуют присутствуют по всей сетке.
   
   

Такие изображения предназначены для проецирования, например, на купол планетария. Чем больше высота от наблюдающего до купола-полусферы, тем более выраженными должны быть искажения у изображения. Когда проекционный контент подобран правильно, и все настройки произведены верно, сохраняются равные нормали проецируемого изображения (вертикальные линии остаются вертикальными, а не стремятся к центру композиции). При этом горизонтальные линии нашей воображаемой сетки по мере приближения к зрителю начинают изгибаться сильнее. В этом случае сферическая панорама выглядит реалистично. Например, для демонстрации звездного неба в планетарии используется проекция «рыбий глаз».

Потенциал обзора для сферической панорамы составляет 360 градусов.

В качестве яркого примера успешного использования технологии панорамной проекции с образовательной и культурно-просветительской целью можно обратиться к опыту Национального музея Кореи (NMK) в Сеуле. Его коллекция насчитывает более 220 000 экспонатов, в том числе NFT. Чтобы знакомить зрителей с оцифрованной классикой, работами современных медиа-художников, а также выставлять интерактивный digital-арт, реализовывать проекты по типу «живые полотна», музей с 2018 года начал использовать проекционный 3D мэппинг.

Посетители Immersive Digital Gallery NMK попадают в пространство, стены (а иногда еще пол и потолок) которого выступают в качестве экранов c завораживающим визуальным контентом с разрешением 8K. Стены галереи представляют панорамный экран общей длиной 60 метров и высотой 5 метров. Его используют разными способами в зависимости от экспозиций и мероприятий — выставляют множество статичных и анимированных изображений, проводят иммерсивные шоу, которые погружают зрителей в новую реальность. Специально для таких мероприятий готовится цифровой контент 180 или 360 с имитацией физического мира и качественным звуковым сопровождением.

Благодаря технологии проекционного видео-маппинга каждый посетитель музея может в субботу днем оказаться среди виртуальных ландшафтов компьютерной игры, вечером пережить последний день Помпеи, а на следующий день погрузиться на дно океана и увидеть там реальных глубоководных обитателей или даже флору и фауну, которая ничего общего с реальностью не имеет. Такие проекты — не просто аттракционы, но обладают образовательным потенциалом. Иммерсивные выставки оказывают сильное эмоциональное воздействие и способствуют усвоению новых знаний о мире.

По словам куратора NMK Ын Чжон Чанга, зрители галереи впечатлены и воодушевлены такими выставками. «Мы получили много положительных отзывов от посетителей. Многие из них в восторге от качества визуальных эффектов и от того, как исторические произведения искусства могут так убедительно «оживать» в реальном физическом пространстве. Отрадно, что проекционные технологии помогли нам осуществить столько интересных проектов — от аудиовизуальных перформансов с эффектом погружения до спектаклей по мотивам экспозиций. Посетители путешествуют во времени и пространстве, а это удивительный, яркий и уникальный опыт».

Панорамная проекция в музее — интересный кейс, однако область применения технологии иммерсивного 3D-маппинга гораздо шире. Не обязательно ехать в Сеул. Сегодня даже в ресторанах и гостиницах города Сочи, посетители обедают и проводят время в комнатах отдыха, заполненных эстетичной панорамной проекцией с видами отдаленных галактик, живых тропических лесов, среди пестрых морских рыб и кораллов. А в школах и детских садах обустраивают живописные и медитативные уголки отдыха, а также игровые комнаты, которые не оставляют равнодушными детей и их родителей. Читать о динозаврах в энциклопедии — это один уровень познания,, находиться в одной комнате с динозаврами Юрского периода, совершая вместе с ними прогулку по равнинам и джунглям — другой, более игровой и интерактивный.

Где используют панорамную проекцию:

• в рекламе для коммерческий презентаций — 3D-мэппинг павильонов и торговых площадок);
  
• в театре и кино, на телевидении — для создания декораций;
  
• в музеях и учреждениях культуры, в том числе в планетариях — панорамную проекцию используют на выставках, инсталляции, перформансы, комнаты релаксации);
  
• в детских садах, школах, университетах с образовательной и рекреационной целями;
  
• на музыкальных концертах и фестивалях;
  
• на спортивных стадионах;
  
• на свадьбах, корпоративах и других праздниках;
  
• в ресторанах и гостиницах чтобы привлечь посетителей и арендаторов, проводить мероприятия, для украшения интерьера;
  
• в других общественных местах;
  
• дома.

Панорамную проекцию можно сделать как:

• Единое изображение с бесшовной сшивкой двух и более изображений (и проекторов соответственно).
  
  
• Мозаичное (блоковое) изображение, которое составляет единое целое в рамках концепции, однако проецируется на разные поверхности с разверткой 120-360 градусов.
  
  

Среди возможностей видеомэппинга следует упомянуть и проекционный дизайн помещения на 120-360 градусов, когда на разные объекты и поверхности, расположенные в комнате, «одеваются» текстуры и паттерны. Таким образом видеомаппинг применяется для дизайна интерьера, а возможности 3D-маппинга не ограничиваются видео-обоями.

Проекцию 120-360 сегодня можно увидеть на разных событиях: от городских фестивалей света и концертов знаменитостей до детских праздников, вечеринок и корпоративных презентаций. Это необычный и запоминающийся элемент светового шоу разного уровня. Проекция может покрывать фасады архитектурных комплексов, панорамную композицию из нескольких экранов, стены и потолок в небольшой комнате.

Синхронизация анимированной панорамной проекции с музыкой, кинематографическими звуками, человеческим голосом выглядит особенно эффектно.

Апофеозом и высшим пилотажем панорамной проекции считается архитектурный 3D-маппинг, представленный на городских фестивалях. Например, мэппинг на С-образное здание Генерального штаба Зимнего Дворца в Санкт-Петербурге представляет собой пример панорамной проекции. Крайне интересные проекты представлены на фестивалях «Genius Loci» в Веймаре, «Mapping Festival» в Женеве, «Vivid Sydney» в Сиднее, «Fête», des Lumières» в Лионе. Панорамная проекция может покрывать целые архитектурные комплексы.

Другой пример — ежегодная конференция Hillsong Color Conference, организаторы которой постоянно используют панорамную проекцию в стейдж-дизайне. Одно время использовалась развертка из трех прямоугольных экранов, затем единый цилиндрический экран:

Создать панорамную проекцию можно и на небольших мероприятиях — это просто, а участники будут в восторге от иммерсивного шоу. Компания POGUMAX разработала готовые простые решения для панорамного проекционного 3D-мэппинга, которые включают комплекты оборудования, программное обеспечение, библиотеку с видео-контентом. Проекционное световое шоу можно заказать под ключ». Также мы создаем сценографический контент индивидуально на заказ.

Панорамную проекцию лучше всего реализовывать с использованием 3-х и более проекторов, таким образом вы добьетесь хорошего эффекта. Обратите внимание, что поверхности под проекцию должны обладать хорошей отражающей способностью, в идеале быть белыми и светлыми. Чем темнее будет в помещении, тем ярче и детальнее будет выглядеть видеопроекция.

Материалы под проекцию с хорошей отражательной способностью (с высоким коэффициентом отражения):

• светлый или белый гипс, камень, гипсокартон;
  
• светлый или белый картон;
  
• светлый или белый винил;
  
• светлый или белый ПВХ;
  
• светлый или белый холст;
  
• светлая или белая баннерная ткань;
  
• некоторые белые или светлые плотные ткани, например, лайкра;
  
• светлая или белая фанера.

В целом, под проекцию подходит множество поверхностей. Иногда объекты покрывают специальной проекционной краской, чтобы адаптировать под 3D-мэппинг. Сетчатые ткани (проекционная сетка, фатин) используют для создания голограмм.

Проекция абсолютно не ложится, например, на стекло.

Чтобы сделать панорамный 3D-мэппинг нам потребуются:

• ПК (ноутбук, сервер — количество зависит от задачи, мощности процессора CPU, видеокарты GPU).
  
• Видеосервер, к которому подключаются проекторы, либо сплиттер — разветвитель видеосигнала для подключения нескольких проекторов к одному ПК.
  
• Коннекторы или видеоудлинители, в большинстве случаев сигнал передается по оптоволокну.
  
• Программа для настройки 3D-мэппинга и сшивки проекторов, например Panorama.
  
• Комплектующие для монтажа (кронштейн, крепления).
  

• Проекторы

Читайте также:

• Как выбрать проектор
  
• Как подключить несколько проекторов к одному ПК и рассчитать соотношения сторон изображений
  
• Как узнать, какой яркости проектор заказать и насколько раскроется изображение
• Сколько проекторов и на какую площадь потребуется?

Для создания панорамной проекции 360 (180) в небольшом помещении предпочтение следует отдать короткофокусным проекторам, которые нормально раскрываются уже с расстояния 1-1,5. Длиннофокусные проекторы с такого расстояния не дают четкой и ясной картинки.

Даже в небольших помещениях для общественных мероприятий рекомендуется использовать проекторы с мощностью светового потока от 3000 ansi lumen. В больших пространствах, для панорамного архитектурного 3D-мэппинга — 10 000 ansi lumen. Однако универсальной рекомендации не существует — все очень индивидуально, зависит от условий и задач.

Важно понимать, что при сшивке характеристики проекторов суммируются, то есть два проектора по 5 000 ansi lumen по сути дадут 10 000 ansi lumen. Зачастую это даже более выгодно и оптимально для монтажа на площадке. Аккуратно, без линии стыка и разницы, как минимум, в цветопередаче можно сшивать только идентичные проекторы. Нахлест должен составлять 10% от размера проецируемого изображения.

Основными расчетными единицами при настройке панорамного 3D-мэппинга являются:

1. Проекционное расстояние – это расстояние от проектора до экрана, при котором изображение раскроется в рамках заданных технических характеристик так, как нам нужно. Этот параметр позволяет определить, какого размера экран мы можем использовать с данной моделью проектора и на каком расстоянии его следует монтировать. У среднестатистического проектора проекционное расстояние больше ширины экрана примерно в 2 раза.
   
   
2. Проекционное соотношение (проекционный коэффициент) – вспомогательная переменная, которая поможет рассчитать проекционное расстояние или ширину экрана, когда известна одна из переменных. Иными словами:

Проекционное соотношение (коэффициент) = проекционное расстояние / ширина проекции (экрана)

Обычно проекционное соотношение (коэффициент) указывается в технических характеристиках проектора, например 1,8:1. Если проекционное соотношение проектора заявлено как 1,8:1 это значит, что на каждые 180 см проекционного расстояния приходится 100 см экрана. То есть если вы хотите получить проецируемое изображение размером 3 м, то проект следует монтировать на расстоянии 5,4 м от экранирующей поверхности.