Die spektakulären virtuellen Reisemöglichkeiten im Planetarium Hamburg - durch naturgetreu gestaltete dreidimensionale Räume des Mikro-, Bio- und Makrokosmos - werden durch die innovative Simulationstechnik von Digistar 4 der US-Firma Evans & Sutherland ermöglicht.
Digistar 4 ist ein interaktives Echt-Zeit 3D-Computergraphik-System, das auf der skalierbaren Architektur eines PC-Clusters und hochauflösender Darstellungstechnik mit mehr als 11 Millionen Pixeln basiert. Evans & Sutherland führte Digistar 3 im Jahre 2002 als "next generation technology" ein. Seit Anfang 2009 ist das noch effizientere Nachfolgemodell Digistar 4 im Planetarium Hamburg installiert - als erstem Ort in Europa. Es ist ein integriertes System aus Ganzkuppel-Rendering, Video Playback, Echtzeit-Astronomie und digitaler Surround-Sound Erzeugung. Digistar 4 erzeugt Environments, die das Publikum vollständig mit Bildern und Klängen umgeben und so eine einzigartige Lern- und Unterhaltungswelt erzeugen. Digistar 4 ist eine lebendige Technologie, die so konzipiert ist, dass Upgrades immer dann möglich sind, wenn neuere und schnellere Hard- und Software verfügbar wird.
Digistar 4 verwendet leistungsfähige Hard- und Software um Ganzkuppelbilder zu erzeugen, die mit den "Super Bright" SXR-T110 Sony-Projektoren auf die Planetariumskuppel projiziert werden. Zusätzlich können live- oder vorproduzierte Videostreams simultan mit Echtzeit-
Grafiken dargestellt werden. Digitaler Surround-Sound ergänzen diese Bilder zu einer Show.
Während des Ablaufs einer Show verwenden die Grafik-Computer die Modelldaten in ihren Datenbanken und empfangen Daten vom Show-Control-Computer des Systems. Diese Daten definieren Beobachterposition, Modell-Position und die Blickrichtungen gemäß der Vorgaben durch das Show Script oder durch den Operator und die Interaktion mit Publikum. Die Grafik-Computer wandeln diese Daten dann in entsprechende Bilder für die Darstellung an der Kuppel um. Die resultierenden Echt-Zeit Sequenzen sind Bildfolgen, die aus Text, Punkten, Linien, texturierten Polygonen bestehen sowie zugehörige Sound-Streams.
Videofenster können an beliebiger Stelle der Kuppel dargestellt und von einer Vielzahl von Quellen gespeist werden - von Standard-Videoquellen (DVD, Blu-Ray), Kameras, Computern, oder sogar Internetstreams.
Digistar 4 beinhaltet außerdem einen reichhaltigen Satz astronomischer Funktionen, mit denen Planetariumshows leicht zu produzieren sind - vorprogrammiert oder live.
Das System kann alle existierenden und alle zukünftigen Produktionen für digitale Planetarien - von beliebigen Zulieferern - wiedergeben, oder auch mittels des Showproduktionssystems eigene Shows erstellen.
Digistar 4 vereint die Fähigkeiten zahlreicher klassischer Planetariumsprojektoren in einem einzigen System. Es ergänzt die Fähigkeiten des brillianten Zeiss-Starballs (Darstellung des von der Erde aus sichtbaren Sternenhimmels) und ersetzt z.B.
Die wesentlichen Komponenten von Digistar 4 sind:
Diese Geräte sind am Schaltpult und im Bereich der umlaufenden Projektionsgalerie installiert, das Showproduktionssystem ist außerhalb des Theaters im Produktionsstudio untergebracht.
Digistar 4 basiert auf der Computer-Architekture des sogenannten "Compute Clusters". Der Cluster besteht aus Standard-PCs, die miteinander via Gigabit Ethernet kommunizieren. Dieser Bildgenerator hat einen Master PC der alle anderen PCs koordiniert und auf dem die Hauptapplikationen ablaufen (Show Control Computer). Ein zweiter PC erzeugt den 5.1 Sound (Audio Computer). Zusätzliche Video/Graphik PCs generieren so viele Bildkanäle wie sie für die avisierte Bildqualität nötig sind. Im Planetarium Hamburg sind es gegenwärtig 8 Videokanäle, die im Einsatz sind. Die Architektur ist skalierbar und man kann sie upgraden um die zusätzliche Geschwindigkeit und Datenrate zu erzielen, die zukünftige noch höher auflösenden Projektoren erfordern. Auch PC Motherboards, Prozessoren, Speicher und Speicherplatten lassen sich dabei passend zur Entwicklung der Technologien upgraden. Digistar 4 verwendet das Windows XP Betriebssystem.
Herz des Video/Grafik PC ist die Grafikkarte. Sie besteht aus Hardware die sich der Berechnung von Echtzeit 3D Grafik, MPEG-Dekodierung und Live Video Input widmet. Die im Digistar 4 verwendeten Karten sind Standardkarten die somit ebenfalls upgegraded werden können. Es handelt sich aber um besondere Ausführungen, die auch in anderen Simulationsanwendungen zum Einsatz kommen.
Die E&S Digital Theater Division nutzt zur Generierung der Darstellungen die Schnittstelle "Direct-X" - insbesondere aufgrund dessen Fähigkeiten der Verarbeitung von multimedia-intensiver Anwendungen in Echtzeit und dessen Verbreitung durch Windows-Systeme.
Das Digistar 4 System des Hamburger Planetariums besteht aus sieben Grafik-Computern. Jeder davon besitzt eine Hochleistungs-Grafikkarte, die die höchstmögliche Render-Qualität auf einem PC-System erlaubt. Jeder Grafik-Computer kann Echtzeit-3D Sequenzen erzeugen, Videofenster darstellen und pre-rendered Ganzkuppel-MPEG-Videostreams simultan dekodieren.
Der Audio Computer gibt Audio Streams von seiner Festplatte wieder, positioniert und spielt 3D Sound Objekte ab, akzeptiert zwei externe Stereo-Audioquellen, und mischt diese zusammen, um als Ausgangssignal einen 5.1 Audiostream zu generieren. Der Show Control Computer, dirigiert Wiedergabe und Lautstärken jeder dieser Audioquellen um einen Mix zu erzeugen, der für die jeweiligen Szene der Show angemessen ist. Diese 6 Audiosignale führen vom Digistar 4-System über ein digitales Mischpult zu externen Verstärkern und von dort zu den Lautsprechern.
Der Show-Control Computer verbindet alle Computer und Komponenten des Digistar 4-Systems und agiert als Kontrollorgan aller Aktivitäten des Digistar 4 Systems. Er bietet die Bedienelemente und Interfaces um den Ablauf von Shows zu kontrollieren. Mit der Unterstützung der Software können eigene Shows oder Segmente von Shows zu neuen Produktionen zusammengesetzt und bearbeitet werden. Auch Datensicherungen von Digistar 4-Shows können damit angefertigt werden.
Das Design des Digistar 4 erlaubt eine einfache Bedienung und ein Minimum von Equipment an der Bedienkonsole im Theater. Das Digistar 4 System beinhaltet dabei folgende Schnittstellen zur Bedienung des Planetariums und der Rendermaschine:
E&S® und Digistar® sind geschützte Markenzeichen der Evans & Sutherland Computer Corporation.
Planetarium Hamburg - Hindenburgstraße 1b - 22303 Hamburg -
Tel: +49(40)4288652-0 - Fax: +49(40)4288652-99 - E-Mail: info(at)planetarium-hamburg.de
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