Při projektování je potřeba dbát na to, proč a za jakým účelem bude daný prostor sloužit.  Jen tak je pro vás možné navrhnout to nejvhodnější plně funkční audiovizuální a akustické řešení. Ne jinak tomu je i v nových připravovaných učebnách ČVUT pro virtuální výuku.

Jedná se o realizaci dvou učeben, kdy jedna bude sloužit pro frontální výuku a druhá speciální učebna bude vybavená technologií 3D Cave.

Výzvou jsou i nové technologie, které nejsou přímo odzkoušené a je potřeba je správně zakreslit a zapojit tak, aby při realizaci nenastalo nějaké úskalí.

Součástí projektu jsou samozřejmě společné LAN rozvody a aktivní LAN technologie, společné silnoproudé rozvody, kabelové trasy a také serverovna.

MÍSTNOST S FRONTÁLNÍ VÝUKOU

Na čelní stěně místnosti budou umístěny dva centrální interaktivní displeje s minimální úhlopříčkou obrazu 80“ a 4K rozlišením. Ovládání displeje bude možné provádět dotykem prstu, dlaně nebo popisovače. Dodávka interaktivního displeje obsahuje i softwarový balíček pro přípravu interaktivních cvičení. Ozvučení bude realizováno pomocí 2 aktivních soundbarů umístěných nad displeji. 

Místnost bude dále vybavena stoly s 16 pracovními stanicemi přímo určenými pro 3D výuku a práci s 3D předměty.

Učebna je přizpůsobena pro praktické procvičování a výuku ve skupině. Každý ze studentů má na svém stole akviziční zařízení a dotykovou vrstvu s přesným perem (stylus). Součástí vybavení je 3D skenovací systém, který za pomocí kalibrované kamery a fotogrammetrického software umožňuje měření a 3D sken prostorových objektů, současně systém může sloužit i pro přenos obrazu na frontální displeje. Pracoviště jsou navíc vybaveny i brýlemi pro virtuální realitu (typ Windows Mixed Reality) pro plně imersivní výuku na individuálním pracovišti.

Každý student má možnost, za pomocí speciálních ovladačů, procházet vloženým virtuálním 3D prostorem nebo si prohlížet 3D objekty. Volitelně může vyučující kdykoliv přepnout výstup z tohoto softwaru na jeden z čelních zobrazovačů. 

MÍSTNOST S 3D CAVEM 

3D cave  bude umístěn v prostoru učebny. Konstrukce cavu je tvořena kovovými/hliníkovými profily na které jsou instalovány projekční plochy vhodné pro zobrazovaní 3D obsahu ve vysokém rozlišení. Celá konstrukce je kotvena do podlahy.

Projektory určené pro simultální promítání 3D obrazu na projekční plochy i podlahu budou osazeny objektivem s krátkou projekční vzdáleností. Na konstrukci cavu bude zároveň zavěšeno 6 trackovacích kamer pro sledování pohybu osoby uvnitř cavu a IR vysílač pro 3D brýle a ozvučení. 

Pro ovládání AV techniky týkající se 3D cavu bude použit řídicí systém skládající se z řídicí jednotky a touch panelu umístěného na řídícím pracovišti vedle cavu.

Prostor CAVE 3D slouží pro zobrazování a ověřování virtuálních prototypů. Díky prostorovému uspořádání je v tomto prostoru možné porovnávat skutečné fyzické díly konstrukčních částí s virtuálním prototypem. Prakticky je prostor vybaven soustavou synchronních aktivních projektorů a tracking systém pro virtuální pomůcky a 3D brýle účastníků. V prostoru se pohybuje jeden účastník s aktivními brýlemi, 3D zobrazení všech projektorů se přizpůsobuje jeho aktuální pozici a pohledu. Celkový dojem je takový, že jej scéna plně obklopuje (je zanořen do prostoru). Pomocí virtuálních bezdrátových pomůcek může uživatel manipulovat s vybranými objekty 3D scény a provádět anotaci virtuálních 3D objektů, jejich řezy a virtuální měření. V prostoru CAVE se může pohybovat více účastníků, ale jen ten, který má brýle s tracking targetem (sledovaný objekt na brýlích) má pohled na scénu ideální.

Softwarové vybavení odpovídá popsaným účelům, tj. každý projektor obsahuje softwarový systém zobrazení 3D scény (rendering node), který je synchronizován a řízen centrálním softwarem na hlavním počítači (master node).

PROSTOR S TRACKOVACÍMI KAMERAMI A BACKPACKY 

Volný prostor před CAVE systémem je určen pro plně impresivní výuku a virtualizaci protypů. Jedná se o kooperativní prostředí pro virtuální realitu umožňující mj. fyzický pohyb a zkoumání virtuálních 3D scén a interakci s ní. Uživatelé mají k dispozici speciální výkonné mobilní pracovní stanice umístěné v „batůžcích“ na zádech, napojené na brýle pro virtuální realitu (tzv. HMD – Head Mounted Displays). Tento systém je určen pro více uživatelů najednou, v našem případě je pracoviště navrženo pro celkem 4 současně kooperující osoby. Speciální batůžky (dále jen VRBackpacks) umožní volný pohyb, přičemž díky tracking kamerám se účastníci „vidí“ i ve virtuálním prostoru, kde sdílí shodnou scénu.

Zobrazení ostatních participantů v totálně imersivním prostředí zabraňuje fyzickým kolizím a zároveň je tak možná vzájemná kooperace. Uvnitř virtuálního prostoru je možné ukazovat na 3D model ve virtuální scéně, anotovat jeho vybrané části, manipulovat s vybranými objekty, dělat virtuální měření (kóty) a virtuální řezy 3D objektů. 

VRBackpacks jsou univerzální výpočetní jednotky, které lze použít nejen v sledovaném (tracking prostoru).

Způsob práce uvnitř tohoto prostoru je znám pod pojmem „experience reality“ (xR) a kombinuje principy virtuální reality, totální imerse a kooperativní práce ala videokonference.