Dynamic Multi-Projection Mapping
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Abstract
Projection based mixed-reality is an effective tool to create immersive visualizations on real-world objects. This is used in a wide range of applications like art-installations, education, design, stage shows and advertising. Using a multi-projection system allows us to immerse users in an altered reality without the need to wear additional head-gear.
In this work, we present a novel, adaptable and real-time projection mapping system, which supports multiple projectors and high quality rendering of dynamic content on surfaces of complex geometrical shape. Our system allows for smooth blending across multiple projectors using a new optimization framework that simulates the diffuse direct light transport of the physical world to continuously adapt the color output of each projector pixel. We present a real-time solution to this optimization problem using off-the-shelf graphics hardware, depth cameras and projectors. Our approach enables us to move projectors, depth camera or objects while maintaining the correct illumination, in real-time, without the need for markers on the object.
Abstract
Mixed-Reality mit Hilfe von Projektoren ist ein effektiver Weg zur immersiven Visualisierung auf realen Objekten und kommt in einem breiten Spektrum von Anwendungsgebieten zum Einsatz: Kunstinstallationen, Bildung, Design, Bühnenshows und Werbung. Ein Multiprojektionssystem erlaubt uns dabei den Benutzer in die veränderte Realität eintauchen zu lassen, ohne dass er ein zusätzliches Gerät auf dem Kopf tragen muss. In dieser Arbeit zeigen wir ein neues, flexibles Echtzeit-Projektionssystem, welches mehrere Projektoren verwendet. Es ermöglicht dabei qualitativ hochwertige Renderings dynamischer Inhalte auf Objekten mit komplexer Geometrie. Unser System erlaubt ein nahtloses Überblenden zwischen mehreren Projektoren unter Zuhilfenahme einer neuartigen Optimierung. Hierzu wird der physikalische, diffus-direkte Lichttransport simuliert um die Farbausgabe jedes Projektorpixels kontinuierlich anzupassen. Wir präsentieren eine Echtzeitlösung für dieses Optimierungsproblem auf Standard-Grafikhardware, unter Verwendung von Standard-Tiefenkameras und -Projektoren. Unser Ansatz ermöglicht es Projektoren, Tiefenkameras und Objekte zu bewegen und dabei die korrekte Beleuchtung aufrecht zu erhalten. Dies geschieht in Echtzeit ohne Zuhilfenahme von zusätzlichen Markern auf dem Objekt.