Fulldome относится к иммерсивным купольным видеодисплеям . Купол, горизонтальный или наклонный, заполняется компьютерной анимацией в реальном времени (интерактивной) или предварительно отрендеренной (линейной) , изображениями захвата в реальном времени или составными средами.
Хотя современная технология появилась в начале-середине 1990-х годов, полнокупольные среды развивались под влиянием многочисленных факторов, включая иммерсивное искусство и повествование, а их технологические корни лежат в купольной архитектуре , планетариях , многопроекторных кинопроекционных средах, симуляции полетов и виртуальной реальности .
Первоначальные подходы к перемещению полнокупольных изображений использовали широкоугольные объективы , как 35-мм, так и 70-мм пленку , но дороговизна и неуклюжесть пленочной среды помешали значительному прогрессу; кроме того, такие форматы пленки, как Omnimax, не покрывали полные два пистерадиана поверхности купола, оставляя часть купола пустой (хотя из-за расположения сидений эта часть купола не была видна большинству зрителей). Более поздние подходы к полнокупольным изображениям использовали монохромные векторные графические системы, проецируемые через объектив «рыбий глаз» . Современные конфигурации используют растровые видеопроекторы , как по отдельности, так и сгруппированные вместе, чтобы покрыть поверхность купола полноцветными изображениями и анимацией.
Новейшие технологии, которые используются, включают гибкие изогнутые светодиодные дисплеи [1], которые в настоящее время устанавливаются в полнокупольном MSG Sphere [2] [3] [4] [5] при содействии Industrial Light and Magic . Они работают вместе с создателями контента 360 градусов для создания полнометражного полнокупольного контента с использованием камер 360 градусов, включая Red Digital Cinema . [6]
Полнокупольная видеопроекция может использовать различные технологии в двух типичных форматах: одно- и многопроекционные системы. Отдельные проекторы могут управляться различными источниками видео, обычно подавая материал, визуализированный в режиме реального времени или в режиме предварительной визуализации. Результатом является видеоизображение, которое покрывает всю купольную проекционную поверхность, создавая захватывающий опыт, заполняющий поле зрения зрителя.
Однопроекторные полнокупольные видеосистемы используют один (или смешанный) источник видео, отображаемый через один объектив типа «рыбий глаз» , обычно расположенный в центре полусферической проекционной поверхности или около него. Один проектор имеет преимущество в том, что позволяет избежать слияния краев (см. ниже) между несколькими проекторами. Основным недостатком одиночных систем типа «рыбий глаз» является то, что они ограничены разрешением одного проектора и наименьшим размером видеоизображения для покрытия полного купола. Другим недостатком центральных проекторов является потеря центра купола для оптимального просмотра реконструированного перспективного вида, обеспечиваемого истинной полусферической проекцией, проблема, общая с традиционными проекторами для планетариев . Однако этот недостаток исчезает по мере увеличения размера аудитории (все в любом случае не могут находиться в центре купола).
Системы с одним проекционным зеркалом, изначально разработанные Mirrordome в Университете Суинберна, теперь предлагаются различными производителями. Эти системы располагаются вдоль края купола для увеличения вместимости, снижения затрат и облегчения перехода аналоговых планетариев на цифровые форматы без ущерба для их звездных проекторов. Также возможно построить такую систему по относительно низкой цене. Главным недостатком является заметно более низкое качество проекции по сравнению со специально разработанными линзами, несмотря на возможность проецировать более высокую долю разрешения проектора.
Многопроекционные полнокупольные видеосистемы используют два или более видеопроекторов, соединенных по краям, для создания бесшовного изображения, которое покрывает полусферическую проекционную поверхность; разделение всего изображения на сегменты позволяет получать изображения с более высоким разрешением и размещать проекторы так, чтобы они не вторгались в область просмотра под куполом. Недостатком многопроекционной проекции является необходимость частой регулировки выравнивания проекторов и неравномерное старение отдельных проекторов, что приводит к различиям в яркости и цвете между сегментами. Даже незначительные различия в производительности между проекторами могут быть очевидны при проецировании сплошного цвета на всю сцену. Области со смешиванием краев, где проекторы перекрываются, часто имеют некоторую размытость, двойные изображения и могут иметь очень очевидные аддитивные области уровня черного, если они плохо спроектированы или настроены.
В купольных проекционных устройствах используется широкий спектр технологий видеопроекции, включая электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), цифровую обработку света (DLP), жидкокристаллические дисплеи (ЖКД), жидкие кристаллы на кремнии (LCOS) и, совсем недавно, две разновидности лазерных проекторов (см. лазерный видеопроектор ).
В частности, для многопроекционных систем устройства отображения должны иметь низкий уровень черного (т. е. проецировать мало света или не проецировать его вообще, когда на них не поступает сигнал), чтобы обеспечить разумное слияние краев между различными проекционными следами. В противном случае наложение видеоизображений будет иметь аддитивный эффект, вызывая появление сложного серого рисунка, даже когда изображение не проецируется. Это становится особенно важным для пользователей в области планетариев , которые заинтересованы в проецировании темного ночного неба. Желание проекторов «перейти в черный цвет» привело к постоянному использованию технологии ЭЛТ, даже несмотря на появление более новых и менее дорогих технологий.
Проекторы LCD имеют фундаментальные ограничения на способность проецировать как настоящий черный, так и свет, что, как правило, ограничивает их использование в планетариях. Проекторы LCOS и модифицированные LCOS улучшили коэффициент контрастности LCD , а также устранили эффект «экранной двери» из-за небольших зазоров между пикселями LCD. Проекторы DLP с «темным чипом» улучшают стандартную конструкцию DLP и могут предложить относительно недорогое решение с яркими изображениями, но уровень черного требует физического экранирования проекторов. По мере того, как технология становится более зрелой и дешевеет, лазерная проекция выглядит многообещающей для купольной проекции, поскольку она обеспечивает яркие изображения, большой динамический диапазон и очень широкое цветовое пространство .
Объективы DOME и стандартные объективы в некотором роде похожи. Они оба зависят от типа устройства отображения: LCD, DLP, LCOS, D-ILA и т. д.; и размера чипа или панели, которая является частью этого устройства. Уникальной особенностью объектива DOME является фактическая форма стекла, проецируемое изображение выплескивается сверху и по всей окружности объектива. Самым большим преимуществом является то, как этот тип объектива сохраняет фокусировку по всему полю зрения 180 x 180. Один стандартный объектив с плоским или изогнутым полем имел бы серьезную проблему фокусировки и искажения. Несколько разработчиков объективов предлагают объективы DOME, каждый из которых предназначен для определенного класса проектора и устройства отображения. Эти объективы могут охватывать различные размеры пикселей и разрешения дисплея.
Создатели контента 360 градусов и 180 градусов каждый год разрабатывают все больше и больше усовершенствованных готовых полнометражных полнокупольных фильмов и контента виртуальной реальности . [7] [8] [9] [10] [11] А компьютерный графический (CG) контент является источником материала для полнокупольного, который может быть выходом симулятора в реальном времени, например, из программного обеспечения для моделирования планетария, или предварительно записанным видео полнокупольного. Видеоролики FullDome в реальном времени становятся все более доступными для использования в купольных системах по мере увеличения разрешения цифровых видеокамер. Также может отображаться контент в реальном времени, относящийся к контенту полнокупольного формата, который не был предварительно отрендерен и сгенерирован с помощью программного обеспечения VJ или игровых движков .
Известные фильмы, которые можно демонстрировать в формате Fulldome, — «Плоть и песок» режиссёра- лауреата премии «Оскар» Алехандро Гонсалеса Иньярриту и оператора -лауреата трёх премий «Оскар» Эммануэля Любецки . Этот захватывающий фильм получил премию «Оскар» за особые достижения от Академии кинематографических искусств и наук . [12] [13]
Еще один известный фильм, который можно демонстрировать в формате Fulldome, — «Защитники» режиссера Кэтрин Бигелоу, удостоенной премии «Оскар» . [14] [15]
Другой похожий полнокупольный контент — Avatar Flight of Passage . [16] [17]