AixCAVE der RWTH Aachen

 

Die AixCAVE am IT Center der RWTH Aachen University ist eine fünfseitige Virtual-Reality-Installation zur Darstellung immersiver, virtueller Umgebungen. Sie wurde im August 2012 von der Firma Barco N.V. in Zusammenarbeit mit der Virtual Reality Group aufgebaut und in Betrieb genommen. Einen kleinen Eindruck dieser Bauarbeiten bietet dieses Video. Mit einer Grundfläche von mehr als 5 x 5 Quadratmetern und einer Höhe von über 3 Metern ist das System nicht nur eines der Größten weltweit, sondern es setzt auch hohe Standards im Hinblick auf die Projektionsqualität: Eine Kombination aus hochauflösenden Projektoren mit hoher, einheitlicher Helligkeit, speziell beschichteten Leinwänden, einer ausgefeilten mechanischen Konstruktion sowie aktiver Stereo-Technologie erzeugt ein hohes Maß an Immersion und somit Präsenz in der virtuellen Umgebung. Die AixCAVE wird insbesondere von zahlreichen Instituten der RWTH Aachen University und deren Kooperationspartner*innen aus Industrie und akademischer Welt genutzt.

  Foto der fünf-seitigen virtuellen Umgebung aixCAVE Urheberrecht: © Virtual Reality Group

Die stereoskopische Projektion der AixCAVE wird mithilfe von vier digitalen Projektoren je Seitenwand und acht Projektoren für die Bodenfläche erzeugt. Die Anordnung der Projektionsflächen ermöglicht eine 360-Grad-Rundumsicht, die eine fast perfekte Immersion erzeugt und weiterhin natürliche Bewegungen in der virtuellen Umgebung erlaubt.

Die 24 HD-DLP Projektoren haben eine Auflösung von 1920 x 1200 Pixeln (kombiniert also ungefähr 3840 x 2160 Pixel pro Seitenwand und ist somit fast 4K) und ermöglichen daher die Wiedergabe von scharfen, hoch-aufgelösten Bildern, was vor allem für die interaktive Analyse komplexer technischer und physikalischer Prozesse wichtig ist. Sie werden mit einem 24-Knoten Visualisierungscluster mit 48 NVIDIA GPUs betrieben. Jeder Knoten verfügt über zwei Intel Xeon Skylake CPUs (zehn Kerne mit 2,2 Gigahertz) und 192 Gigabyte Arbeitsspeicher. Die Knoten haben außerdem zwei NVIDIA Quadro P6000 (Pascal Architektur) GPUs pro Slave-Knoten und eine auf dem Master-Knoten. Die Knoten sind mit einem hoch-performantem OmniPath-Netzwerk (100 GBit) verbunden.

Seit 2015 ist zusätzlich zur Visualisierung ein Akustiksystem in Betrieb genommen worden, welches zur Beschallung des Benutzers eingesetzt wird und eine multimodale Darbietung virtueller Umgebungen ermöglicht. Hierzu sind insgesamt 21 Lautsprecher an der Decke montiert worden. Diese Erweiterung ist in einem kurzen Video festgehalten worden.

Eine passive Optimierung der Raumakustik durch großflächige Absorber verringert den Nachhall innerhalb der AixCAVE und schirmt zusätzlichen Schall aus dem Außenbereich ab, um z.B. Lüftergeräusche der Projektoren zu dämpfen. Durch 22 in die Decke eingelassene Mikrofone können akustische Signale jederzeit abgegriffen werden, um so Kommunikation herzustellen oder Interaktion zu ermöglichen. Der Betrieb sowie die softwaretechnische Erweiterung des Systems wird in Zusammenarbeit mit dem Institut für Hörtechnik und Akustik umgesetzt.

 

Allgemeine Beschreibung der AixCAVE

  • Installation im August 2012 durch Barco N.V.
  • Fünf Projektionsflächen mit Rückprojektion
    • Vier Acryl-Leinwände in den Abmaßen 5,25 m x 3,30 m mit einer Spezialbeschichtung für eine einheitliche Helligkeit; Vier Projektoren pro Wand.
    • 6,5cm dicke Glas-Bodenplatte, Acryl-Oberfläche mit Spezialbeschichtung, in den Abmaßen 5.25m x 5.25m mit acht Projektoren
  • 24 HD dynamische Stereo-Projektoren: Barco Galaxy NW 12 ( Drei-Chip-DLP, Auflösung: W-UXGA 1920x1200, 12000 ANSI Lumen, Passiv-Aktiv-Stereo-Konverter mit 120Hz)
  • ‚Edge blending' für nahtlose Ausrichtung der Projektoren auf jeder Leinwand
  • Pixelabstand: 1.5mm
  • Active stereo NVIDIA 3DVision Pro Shuttering bei 120Hz
  • ART IR-optisches Tracking mit acht Kameras
  • Energieverbrauch: ~67 kW
  • Automatische Schiebetür
 

Allgemeine Beschreibung des Akustiksystems