Apycom Java Applets

 
     
 

SISTEMI

Dissolve Image java applet, Copyright 2002-2005 GD

 
 

  Visualizzazione panoramica e stereoscopica

AREA Science Park Virtual Reality
Un nuovo spazio per la divulgazione scientifica
 

Arsenal ha realizzato per AREA Science Park di Trieste, importante centro di ricerca di livello internazionale, un'installazione di realtà  virtuale completa di un insieme di contenuti 3D interattivi che verrà  impiegata con gli ospiti istituzionali e per le frequenti visite di studenti e scolaresche. L'impianto di visualizzazione immersiva è flessibile in quanto permette sia la proiezione panoramica che quella stereoscopica; la soluzione consente di contenere il budget senza rinunciare alla qualità  di livello professionale in entrambe le modalità .  

La soluzione è stata studiata per una sala capace di 40 spettatori, con visione efficace per tutti sia in modalità  panoramica che stereoscopica. La visione stereoscopica è del tipo lineare passivo e richiede quindi l'uso di goggles  (occhiali polarizzatori a basso costo che possono essere indossati sopra gli occhiali da vista). Arsenal ha effettuato anche l'allestimento della sala, il cui layout doveva rispondere a particolari requisiti in stretta relazione alle caratteristiche del sistema di visualizzazione e dei contenuti grafici.  

Il compromesso ottenuto si adatta a diverse applicazioni. Per la visualizzazione di esterni (urbanistica, ambiente) è più adatta la proiezione panoramica (2048x768 pixel), dove invece la visione stereoscopica non aggiunge efficacia in quanto la vista si accomoda su distanze lunghe. Viceversa, il senso della profondità  dato dalla visione stereoscopica rende più leggibili le immagini 3D di oggetti che si esaminano da vicino (esempio molecole, cristalli, insetti), che al contrario non richiedono una visualizzazione panoramica. Il sistema è stato interamente definito ed integrato da Arsenal, bilanciando accuratamente i fattori di prestazioni, affidabilità  e budget.  

AREA Science Park - Showroom

  • Software

  • Hardware

  • Giochi in rete

SOFTWARE

Arsenal ha realizzato anche i contenuti di realtà  virtuale, costituiti da un'integrazione di elementi di grafica 3D e di codice sviluppato in C++ per  OpenSceneGraph, ambiente open al cui sviluppo Arsenal partecipa attivamente.  

Tutti i contenuti sono realizzati in accordo con la specifica capacità  di elaborazione grafica del sistema hardware allestito, in modo da garantire la massima efficacia nella fruizione dei contenuti con il migliore compromesso tra livello di dettaglio e fluidità  del rendering eseguito in real time (frame rate).
Le scene virtuali riproducono in 3D l'intero territorio della provincia di Trieste rivestito di foto aeree orto-rettificate, l'urbanistica  della città  di Trieste, quella del campus di AREA Science Park e del vicino Sincrotrone Elettra, gli interni dei loro laboratori; tutti gli elementi sono geo-referenziati.  

Il tutto è navigabile in tempo reale, e dati consistenti con il campus possono essere estratti da database e visualizzati in sovraimpressione.
Nei laboratori visitati virtualmente si assiste a dimostrazioni interattive od animazioni che riproducono processi e fenomeni con finalità  didattica od istituzionale, come ad esempio la generazione della luce di Sincrotrone della macchina ad anello del Laboratorio Elettra; alcune di queste dimostrazioni vengono eseguite in modalità  stereoscopica (esempi: duplicazione DNA o PCR, funzionamento di microscopi a scansione SEM ed STM ed atomici AFM).

CONTRIBUTI: 

Per la realizzazione delle dimostrazioni interattive e animazioni tridimensionali che riproducono processi e fenomeni con finalità  didattica od istituzionale, Arsenal ha elaborato tutta la computergrafica e il software interattivo e si è avvalsa della collaborazione dell'Immaginario Scientifico e di APE Research di Trieste e del Laboratorio Elettra - Sincrotrone -Trieste, che hanno fornito i contenuti scientifici e gli storyboard didattici..  


HARDWARE 

L'ampio schermo (5 metri) è curvo per migliorare l'immersività  e ridurre al minimo lo spreco di luminosità riflessa fuori schermo. Il sistema integra due proiettori ProjectionDesign da 6500 ANSI Lumen con tecnologia DLP, dotati di ottiche motorizzate per ottenere la convergenza e la divergenza dei fasci di proiezione necessarie per commutare tra le due modalità  pano e stereo.  

Nella modalità  panoramica (2 frame di 1024x768 pixel affiancati) i segnali video vengono mediati da due unità  scaler SiliconOptix che provvedono al raddrizzamento della proiezione sullo schermo curvo (warping) ed alla dissolvenza delle due semiproiezioni nella zona centrale di sovrapposizione (edge blending).  

Nella modalità  stereoscopica (2 frame di 1024x768 pixel sovrapposti), due filtri polarizzatori lineari registrabili sul proprio asse si presentano davanti alle ottiche dei proiettori con sistema motorizzato di nostra realizzazione. Tutti i movimenti servoassistiti vengono controllati via software; la gestione del sistema avviene tramite interfaccia grafica user-firendly pensata per un operatore non esperto.  

Escludendo i proiettori, tutto l'hardware è integrato in un armadio rack 19" da 22 unità . Un UPS da 2700VA alimenta tutte le utenze del sistema, compresi i proiettori per proteggerne le lampade da raffreddamenti repentini. La workstation grafica P4 dual-core-extreme, 2GB di RAM, monta una GPU NVidia Quadro FX4500, ed è assistita da una workstation con funzione server che si incarica inoltre della gestione remota dei proiettori e dei servo attuatori.
I proiettori, che per entrambe le modalità  di visualizzazione richiedono una perfetta stabilità  di posizione, sono sostenuti capovolti da un traliccio reticolare tramite un'interfaccia meccanica rigida e registrabile in beccheggio.
I cavi di segnale video, uno DVI ed uno VGA per ciascun proiettore, sono di tipo long-distance professionale a contatti dorati per garantire l'integrità  dell'immagine dopo i 10 metri di lunghezza. Il movimento nella scena 3D viene controllato con un SpacePilot 3DConnexion a 6 gradi di libertà..

GIOCHI IN RETE: WWW.SCIENCEGAMES.IT 

Il progetto di realtà   virtuale per AREA Science Park comprende anche una serie di giochi didattici in rete su temi della ricerca, basati anch'essi su un ambiente di realtà   virtuale interattivo.
 
Il mondo virtuale condiviso denominato"Sciencegames.it", interamente implementato in tecnologia Blaxxun, viene visualizzato all'interno del normale browser IE Explorer tramite il plug-in Contact e viene fruito esclusivamente attraverso la rete; infatti, lo scopo di questo programma di giochi è¨ di stimolare la collaborazione tramite il mezzo telematico, sull'esempio di ciò che awiene già   da anni a livello internazionale nel mondo della ricerca.

Il gioco, anzi la serie di giochi, del tipo caccia al tesoro su temi scientifici, si rivolgerà  , in momenti distinti, all'età  scolastica media ed a quella più matura. e si svolgerà   tipicamente tra due squadre, composte da un numero chiuso di partecipanti possibilmente localizzati geograficamente in modo casuale, in tempi predefiniti secondo un programma di volta in volta annunciato sul sito web ufficiale di AREA (www.area.trieste.it) ed avranno una durata di circa un'ora.

I candidati a partecipare si accrediteranno tramite un questionario on-Iine; la selezione verrà   effettuata da responsabili di AREA. I partecipanti selezionati verranno inseriti nelle due squadre e ne riceveranno, alcuni giorni prima del gioco, istruzioni e regole, ed avranno la possibilità  , prima della sfida, di esercitarsi con i compagni di squadra nell'esplorazione del campus virtuale e nella comunicazione tra loro. Il gioco impegnerà   ognuna delle squadre ad interagire tra i propri componenti, comunicando nella chat suggerimenti e contributi, cercati e trovati ovviamente anche nel grande database che è internet, attraversando un percorso fatto di trabocchetti creati in grafica 3D e quesiti a tema scientifico che una volta risolti porteranno all'obiettivo finale.

Una delle caratteristiche suggestive del gioco è che ogni partecipante vedrà   se stesso rappresentato da un avatar, un alter ego virtuale in 3D, un personaggio che potrà   camminare, volare, gestualizzare e chattare in una scena a tre dimensioni, perfetta replica del campus di AREA, dove si animeranno anche tutti gli altri concorrenti; e naturalmente sarà   lui stesso a comandare dal proprio computer i movimenti del proprio avatar.

Il gioco verrà   condotto e controllato da un MasterController, tipicamente un ricercatore insediato in AREA e familiare con l'argomento scientifico oggetto della caccia al tesoro che interverrà  nella chat per suggerimenti riguardanti le quest; i partecipanti si ritroveranno quindi in un contesto presidiato con efficacia, in quanto otterranno aiuto sulle regole e sui tecnicismi del gioco, ed anche suggerimenti che renderanno la sessione consistente sotto il profilo scientifico e didattico.

Il progetto, che presenta un profilo innovativo ed è  perciò decisamente sperimentale, ha impegnato il gruppo di lavoro in uno sviluppo di sei mesi; molti sono gli aspetti che dovranno essere monitorati e rivisitati, specie per quanto riguarda le strategie didattiche, l'animazione e le regole (una netiquette ad hoc) ed il grado di difficoltà  dei quiz.

CONTRIBUTI: 

Per questa realizzazione Arsenal, ideatrice del gioco, di cui ha sviluppato la computer-grafica, si è avvalsa della collaborazione del dott. Marco Francese, responsabile Gruppo Ambiente in AREA Science Park, che ha ideato e sviluppato l'architettura didattica, il sistema di regole, i criteri di animazione e di sostegno dei partecipanti, le modalità   per la pubblicità   del gioco stesso e per la selezione dei partecipanti. vedi anche: "Concept del gioco Sciencegames"
Gli aspetti tecnologici per le interattività   e gli effetti speciali nella scena virtuale, e la configurazione di un server dedicato sono stati curati da Walter Stor e Robert Lionello del gruppo di ricerca "Evolving Group".