Объемная AR проекция

[MALBRED 218]

Рассмотрим другой пример: свадебный торт с AR-маппингом от Magic Innovations.

 

Как выполнить проекцию на барельеф – понятно уже чисто интуитивно, что мы и разобрали выше.

 

Куда интереснее, если объект объемный настолько, что плоскость освещаемой поверхности значительно изламывается и искажается, так что простой «подгонкой» уже не обойтись.

 

Попробуем воспроизвести в 3D-редакторе модель торта и взглянуть, что происходит с проекцией шахматной доски на плоском и объемном объекте. Для этого создадим «виртуальный проектор» в виде прожектора с текстурой и взглянем на проекцию, которую «видит» источник света:

 

Не считая того, что объемная модель в нижней части ближе к проектору и без изменения расстояния до модели проекция не охватывает ее целиком, кажется, что задача выполнить маппинг успешно завершена. Само собой, это не так:

 

Стоит лишь взглянуть на результат со стороны и сразу становится понятно, что «нахрапом» проблему не решить. Для того, чтобы понять, как именно должна выглядеть проекция, излучаемая источником света, наложим на «торт» текстуру и заставим его «светиться» самому безо всяких проекторов:

 

Беглого взгляда достаточно, чтобы понять, что искажения слишком сложны, чтобы пытаться исправить дело какой-либо «подгонкой» в плоском пространстве текстуры.

 

Можно попытаться улучшить ситуацию, отодвинув проектор подальше от объекта. К примеру, на рисунках выше источник света располагается в 2-х метрах от торта. Попробуем отодвинуть его на 10 метров и сравним результат:

 

Намного лучше! Вот только для того, чтобы выполнить такую проекцию нужен проектор раза в три-четыре ярче (ибо интенсивность света убывает в квадратической зависимости, плюс следует учитывать потери в весьма длиннофокусном телеобъективе). Также проектор должен допускать установку сменных объективов в принципе.

Поэтому остановимся на нашем недорогом «универсальном» проекторе и расстоянии в 2 метра (в зависимости от модели, которую вы будете использовать, расстояние, скорее всего, придется рассчитать, чтобы проекция целиком покрыла объект). А далее поступим следующим образом:
 

Перекрестная AR проекция

Использование двух проекторов позволит «прокачать» оригинальный вариант MagicInnovations, обеспечив больше свободы для творческого простора создателя контента и зрителей (благодаря увеличению площади поверхности, на которую попадает свет).

Выполним «замеры» помещения и объекта и сразу определимся, где будем устанавливать реальные проекторы. Воспользуемся результатами и расположим источники света примерно на уровне глаз среднего посетителя. Взглянем на результат:

 

На данном этапе оба проектора все еще проецируют плоскую текстуру шахматной доски и разница лишь в том, что теперь проекция полностью покрывает видимую область объекта для каждого источника света.

 

Но мы же не планируем показывать нашим зрителям это безобразие, верно?

 

Благодаря тому, что мы заранее выполнили замеры и расположение источников света в сцене строго совпадает с тем, где мы будем устанавливать проекторы, сделаем «финт ушами»:

 

Выключим источники света и включим текстуру (или запустим анимацию) на самом объекте. Т.е. подготовим все для того, чтобы можно было «записать все это действо» на камеру. Соответственно, создадим две камеры – по одной на каждый из излучателей – и расположим и соориентируем их точно так же, как наши «виртуальные проекторы». И что мы получим?.. Правильно! Готовую видеопроекцию для каждой из них!

 

Эти рендеры и используем в качестве текстур света для наших проекторов. И вуаля – готовая перекрестная AR-проекция на объемный объект!

 

Благодаря тому, что у нашего торта нет особо сильно нависающих элементов, проекторы можно подвесить и выше, на потолочную рельсу, спустив на нужную высоту на штанге, чтобы не смущать зрителей башнями или треногами с проекторами, установленными посреди зала.

 

В данном варианте мы расположили проекторы примерно на высоте полутора метров. На рисунке выше видно, что взглянув на сцену из точки выше, чем наши проекторы, можно заметить тени, образовавшиеся на верхних цилиндрах. Однако ввиду того, что среднестатистический зритель все же ниже двух метров ростом, тени – не проблема, в чем можно убедиться, взглянув на результат «из глаз» нашего зрителя в сцене:

 

Кроме того, вспомним, что мы «прокачали» оригинальный AR-маппинг, выполнив проекцию из двух точек, а не одной. Благодаря этому т.н. «терминатор» (линия светораздела) на поверхности нашего объекта появится лишь в самой дальней его части. Это дает большую свободу перемещения зрителям в зале.

 

2336×1080 jpeg
97 kB

 

Конечно, можно пойти еще дальше и засветить и этот участок третьим проектором. Тогда у нас получится AR-проекция, на которую можно смотреть вообще с любой стороны. Однако в таком случае логичнее будет распределить проекторы под углом 120° к друг другу, чтобы обеспечить равномерные покрытие и освещенность поверхности. Конечная схема установки, разумеется, будет зависеть в том числе и от формы самого объекта, особенно если у него имеется множество смен углов плоскости поверхности или значительная площадь состоит из нависающих элементов.