<HTML>
<HEAD>
<TITLE>Re: [simpits-tech] Falcon views 360? &nbsp;(Long)</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<FONT FACE="Verdana">1: &nbsp;Version of Falcon (or other flight sim software) to support multiple monitors (either directly or through some sort of network). &nbsp;The narrow FOV will need a way to be switched to any desired panned position rapidly.<BR>
<BR>
2: &nbsp;Displayable dome (Can be partial or full depending on your needs). &nbsp;Probably 15 feet in diameter is the minimum size.<BR>
<BR>
3: &nbsp;Two projectors. &nbsp;You will need some optics to narrow the field of view for one and a fish eye optic lens for the wide view. &nbsp;Edmund Scientific, here we come!<BR>
<BR>
4: &nbsp;2 Optical grade flat mirrors. &nbsp;One is stationary, the second would be mounted to a two-axis gimbal controlled by high-speed servos. &nbsp;Basically, the pair form a periscope so that the narrow view projector image can be aimed at the pilots field of view. &nbsp;This can be done without the mirrors, but that would require the projector be mounted on the gimbal. &nbsp;The problem with that approach is mass. &nbsp;Rapid movements would require overcoming larger amounts of inertia and can result in over shoot or ringing as the system stops. &nbsp;The ringing could be computer dampened, but the mechanical stress would most likely be detrimental to the projector and the bulb.<BR>
<BR>
5: &nbsp;Head Tracking hardware and a PC to control the servo actuated mirror. &nbsp;Software to drive the servo system.<BR>
<BR>
Obviously, the dome would require a lot of space, but you could reduce the size by limiting the view area to whatever works well.<BR>
<BR>
A slight modification of the above plan would be to reduce the wide angle projector to something closer to 180 degrees or less. &nbsp;The second projector would also be slaved to the narrow view projector&#8217;s image so it would move in tandem.<BR>
<BR>
A low tech solution would be to use one projector and project the image where the pilot is gazing. &nbsp;You loose peripheral images, but you save buying two projectors. &nbsp;This may be a good plan for getting started. &nbsp;Getting the head tracking and image projection &nbsp;working would be the lion&#8217;s share of the technical hurdles out of the way. &nbsp;Adding a second projector would be relatively easy.<BR>
<BR>
However, all of those ideas require a large room for a dome of some sort. &nbsp;I don&#8217;t have a theater in my home!<BR>
<BR>
Another thought would be to project the image from above onto a cockpit canopy that is translucent. &nbsp;This would reduce the amount of room size required and reduce the amount of swept area for the second projector. &nbsp;One problem with this approach would be a loss in depth perception. &nbsp;Your focal distance would be very close. &nbsp;I don&#8217;t know how that would be interpreted, but I would not think that it would be too bad. &nbsp;Still, I&#8217;ll bet that it will look like someone has projected an image onto your &nbsp;canopy, rather than an out the window view. &nbsp;&nbsp;Might be an interesting experiment.<BR>
<BR>
Projection onto a canopy has another interesting challenge. &nbsp;The image would need to be projected from at least two positions and the focal length would need to be a function of angular position. &nbsp;When you project onto a concaved curved surface from the inside and the radius of the curved surface coincides with the optic lens, the focal length is the same at every point on the sphere&#8217;s surface. &nbsp;Think of a very large ping pong ball with a projector at the very center. &nbsp;Now, if you project from the outside of that ball onto a convex surface, the focal length changes over the surface of the sphere you project onto.<BR>
<BR>
I think this can be compensated for optically. &nbsp;You will need to do this anyway since the image will also be grossly distorted. &nbsp;Imagine trying to project a uniform grid (like the Earth&#8217;s latitude and longitude lines) from inside a ball. &nbsp;If it was projected from the inside radius, as I cited in the first example, the grid would look perfectly uniform. &nbsp;When projected from the outside onto a sphere the grid would be highly distorted.<BR>
<BR>
Since a canopy is not a perfect sphere, but an irregular shaped object, the distortion would be even more complex. &nbsp;Again, if you can model the surface to be projected onto mathematically, then you could, in theory, grind a special lens or mirror to compensate for this. &nbsp;Well, to a point.<BR>
<BR>
Additionally, you need to also add either additional projectors to cover the outside surface or beam splitters to split off the projector&#8217;s output and project from multiple angles onto the canopy. &nbsp;Why do we need more projectors? &nbsp;Well the best coverage you can get for illumination of a sphere from the outside is no more than half a sphere. &nbsp;Even at that, the edges have a high degree of distortion. &nbsp;Since a full cockpit view is technically larger &nbsp;than 1/2 a sphere, multiple sources are the only answer.<BR>
<BR>
A compromise would be to construct a canopy that is faceted and project separate images onto each flat facet. &nbsp;Maybe 4 to 6 projectors could cover a very large field of view. &nbsp;At some point with enough facets, the projector resolution for a given area or facet becomes good enough that the head tracking is no longer needed. &nbsp;Flat surfaces provide a wonderful way to relieve the problem of complex optics, but you still have seams between the facets.<BR>
<BR>
Another problem with projecting onto a surface that is in close proximity to the pilot is the parallax effect. &nbsp;When you view some object out the window and the observer moves slightly side to side, the object moves relative to the window. &nbsp;You loose this with an image that is close to your field of view. &nbsp;Head tracking can be used to apply an image shift to compensate for the movement and would give back that illusion of the object&#8217;s intended distance. &nbsp;I think that would greatly reduce the painted on my canopy feeling.<BR>
<BR>
Personally, I think that there may be some advantages to this system. &nbsp;While more projection systems are required, the space needed to do it would be much less than a full or even a partial dome! &nbsp;You also could eliminate some of the complexity of having head tracking.<BR>
<BR>
Further down the road would be the use of VR goggles. &nbsp;As we mentioned before, the current resolution is poor and you don&#8217;t have the ability to see real objects such as your real cockpit. &nbsp;However, that problem is not really a technological barrier that hasn&#8217;t already been solved. &nbsp;There has been work already for specialized application (such as surgery) where both real world and virtual images are mixed. &nbsp;This can be done via small cameras on the glasses for the real world view or a complex shuttering mechanism that allows external light to pass through selectively. &nbsp;Both systems would require a computer to have a programmed field of view that is predetermined (such as the cockpit rails where the canopy intersects). &nbsp;Either pattern recognition or head tracking system would determine where the virtual and real world intersect.<BR>
<BR>
Obviously, there are cost issues with this since the technology is new and high resolution images for VR goggles are very expensive. &nbsp;If the market for this type of technology expands, the cost may someday drop to a point where we could afford it.<BR>
<BR>
However, today we are seeing a significant drop in the price of projectors and a new family of projectors that use DLP. &nbsp;DLP essentially is a high density array of miniature mirrors that are electronically steered by a silicon chip. &nbsp;Rather than pass light through a LCD, light is reflected off of the DLP mirrors which are precisely positioned electronically to produce an image. &nbsp;The result is a much, much improved image brightness. &nbsp;And, no smoke is required. &nbsp;:-)<BR>
<BR>
Marv<BR>
<BR>
<BR>
On 10/14/03 9:56 PM, &quot;JL&quot; &lt;Johnlimd@bellsouth.net&gt; wrote:<BR>
<BR>
</FONT><BLOCKQUOTE><BLOCKQUOTE><FONT FACE="Verdana">What I proposed is not a perfect solution (you would have to fly a real jet), but think of the possibilities. &nbsp;First, you only need two views. &nbsp;You could easily build this system today for under $3,000. &nbsp;Probably under $2,000. &nbsp;The projectors are 80% to 90% the total cost. &nbsp;&nbsp;What are the alternatives? &nbsp;Placing a half dozen monitors around your desk? &nbsp;What about all those seems? &nbsp;How much area can 6 monitors really cover? &nbsp;&nbsp;VR goggles? &nbsp;Good field of view, but lousy resolution. &nbsp;You get 60 degrees or so of FOV at 1024 by 768 pixels on a really good pair. &nbsp;Most goggles have mush less resolution and still cost some bucks. &nbsp;Of course if you have $100,000 you buy what the military uses. &nbsp;Add to that you can&#8217;t see your cockpit (which you just spent years putting all that detail into). &nbsp;Would you rather flip a virtual switch or a real one you can feel?<BR>
<BR>
Marv<BR>
</FONT><FONT COLOR="#0000FF"><FONT SIZE="2"><FONT FACE="Arial"> <BR>
</FONT></FONT></FONT><FONT FACE="Verdana"> <BR>
&nbsp;<BR>
Alright Marv!<BR>
I dare say that many of us would love to see your idea work for $2000.<BR>
I'm in, even at a cost of $3000. &nbsp;Who else is in?<BR>
&nbsp;<BR>
Design and implementation plan? -- All smoke and mirrors??<BR>
Doesn't Falcon 5 need to be written to support the low rez 360 view?<BR>
&nbsp;<BR>
H</FONT><FONT COLOR="#0000FF"><FONT SIZE="2"><FONT FACE="Arial"> </FONT></FONT></FONT><FONT FACE="Verdana">ere's another idea.... &nbsp;With projectors getting so lightweight (&lt; 3 lb) and relatively less expensive, how about mounting one on your helmet so it paints hi rez where you're looking.<FONT COLOR="#0000FF"><FONT SIZE="2"> </FONT></FONT>Gives new meaning to &quot;Hot headed pilot&quot;<BR>
&nbsp;<BR>
B</FONT><FONT COLOR="#0000FF"><FONT SIZE="2"><FONT FACE="Arial"> </FONT></FONT></FONT><FONT FACE="Verdana">ut seriously, &nbsp;can you enumerate the steps that need to happen to make this reality? (not that you don't have enough to do... &nbsp;;- )<BR>
&nbsp;<BR>
John<FONT COLOR="#0000FF"><FONT SIZE="2"> <BR>
</FONT></FONT></FONT></BLOCKQUOTE><FONT FACE="Verdana"><BR>
<HR ALIGN=CENTER SIZE="3" WIDTH="95%"></FONT><FONT FACE="Monaco"><TT>_______________________________________________<BR>
Simpits-tech mailing list<BR>
Simpits-tech@simpits.org<BR>
http://www.simpits.org/mailman/listinfo/simpits-tech<BR>
To unsubscribe, please see the instructions at the bottom of the above page. &nbsp;Thanks!<BR>
<BR>
</TT></FONT></BLOCKQUOTE><FONT FACE="Monaco"><TT><BR>
</TT></FONT>
</BODY>
</HTML>