<html>

<head>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=us-ascii">


<meta name=Generator content="Microsoft Word 10 (filtered)">
<title>Re: [simpits-tech] Falcon views 360? &nbsp;(Long)</title>

<style>
<!--
 /* Font Definitions */
 @font-face
        {font-family:Tahoma;
        panose-1:2 11 6 4 3 5 4 4 2 4;}
@font-face
        {font-family:Verdana;
        panose-1:2 11 6 4 3 5 4 4 2 4;}
 /* Style Definitions */
 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal
        {margin:0in;
        margin-bottom:.0001pt;
        font-size:12.0pt;
        font-family:"Times New Roman";}
a:link, span.MsoHyperlink
        {color:blue;
        text-decoration:underline;}
a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed
        {color:purple;
        text-decoration:underline;}
tt
        {font-family:"Courier New";}
span.EmailStyle18
        {font-family:Arial;
        color:navy;}
@page Section1
        {size:8.5in 11.0in;
        margin:1.0in 1.25in 1.0in 1.25in;}
div.Section1
        {page:Section1;}
-->
</style>

</head>

<body lang=EN-US link=blue vlink=purple>

<div class=Section1>

<p class=MsoNormal><font size=2 color=navy face=Arial><span style='font-size:
10.0pt;font-family:Arial;color:navy'>If you go over to L3&#8217;s web site (and
there is a similar, if not the same picture on simpits), they have a setup up
that is essentially a large faceted canopy.&nbsp; The front is a pentagonal
screen and the sides are rectangular and reach back past the pilot.&nbsp; I&#8217;m
hoping that if the new Falcon ever does come out, it would offer a scalable
image to attempt something of this nature.&nbsp; Granted, you would spend a
pretty penny on 5-6 projectors (not to mention the computers and bandwidth
needed to drive these), but if you could approach a 360 degree image as well as
one that covers the sight lines laterally below the canopy sill, it might just
be worth it.&nbsp; I may even consider MSFS200x if I could have this scale of visibility.&nbsp;
Nice explanation Marv.</span></font></p>

<p class=MsoNormal><font size=2 color=navy face=Arial><span style='font-size:
10.0pt;font-family:Arial;color:navy'>&nbsp;</span></font></p>

<p class=MsoNormal><font size=2 color=navy face=Arial><span style='font-size:
 10.0pt;font-family:Arial;color:navy'>Jay</span></font></p>

<p class=MsoNormal><font size=2 color=navy face=Arial><span style='font-size:
10.0pt;font-family:Arial;color:navy'>&nbsp;</span></font></p>

<p class=MsoNormal style='margin-left:.5in'><font size=2 face=Tahoma><span
style='font-size:10.0pt;font-family:Tahoma'>-----Original Message-----<br>
<b><span style='font-weight:bold'>From:</span></b>
simpits-tech-bounces@simpits.org [mailto:simpits-tech-bounces@simpits.org] <b><span
style='font-weight:bold'>On Behalf Of </span></b>Marv De Beque<br>
<b><span style='font-weight:bold'>Sent:</span></b> Thursday, October 16, 2003
6:27 PM<br>
<b><span style='font-weight:bold'>To:</span></b> Simulator Cockpit tech list<br>
<b><span style='font-weight:bold'>Subject:</span></b> Re: [simpits-tech] Falcon
views 360? (Long)</span></font></p>

<p class=MsoNormal style='margin-left:.5in'><font size=3 face="Times New Roman"><span
style='font-size:12.0pt'>&nbsp;</span></font></p>

<p class=MsoNormal style='margin-right:0in;margin-bottom:12.0pt;margin-left:
.5in'><font size=3 face=Verdana><span style='font-size:12.0pt;font-family: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:</span></font></p>

<blockquote style='margin-top:5.0pt;margin-bottom:5.0pt'>

<p class=MsoNormal style='margin-left:.5in'><font size=3 face=Verdana><span
style='font-size:12.0pt;font-family: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>
</span></font><font size=2 color=blue face=Arial><span style='font-size:10.0pt;
font-family:Arial;color:blue'><br>
</span></font><font face=Verdana><span style='font-family: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</span></font><font size=2 color=blue face=Arial><span style='font-size:10.0pt;
font-family:Arial;color:blue'> </span></font><font face=Verdana><span
style='font-family: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.</span></font><font
size=2 color=blue face=Verdana><span style='font-size:10.0pt;font-family:Verdana;
color:blue'> </span></font><font face=Verdana><span style='font-family:Verdana'>Gives
new meaning to &quot;Hot headed pilot&quot;<br>
&nbsp;<br>
B</span></font><font size=2 color=blue face=Arial><span style='font-size:10.0pt;
font-family:Arial;color:blue'> </span></font><font face=Verdana><span
style='font-family: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</span></font><font size=2 color=blue face=Verdana><span style='font-size:
10.0pt;font-family:Verdana;color:blue'> </span></font></p>

</blockquote>

<p class=MsoNormal style='margin-left:.5in'><font size=3 face=Verdana><span
style='font-size:12.0pt;font-family:Verdana'>&nbsp;</span></font></p>

<div class=MsoNormal align=center style='margin-left:.5in;text-align:center'><font
size=3 face=Verdana><span style='font-size:12.0pt;font-family:Verdana'>

<hr size=3 width="95%" align=center>

</span></font></div>

<p class=MsoNormal style='margin-right:0in;margin-bottom:12.0pt;margin-left:
.5in'><tt><font size=2 face="Courier New"><span style='font-size:10.0pt'>_______________________________________________</span></font></tt><font
size=2 face="Courier New"><span style='font-size:10.0pt;font-family:"Courier New"'><br>
<tt><font face="Courier New">Simpits-tech mailing list</font></tt><br>
<tt><font face="Courier New">Simpits-tech@simpits.org</font></tt><br>
<tt><font face="Courier New">http://www.simpits.org/mailman/listinfo/simpits-tech</font></tt><br>
<tt><font face="Courier New">To unsubscribe, please see the instructions at the
bottom of the above page. &nbsp;Thanks!</font></tt></span></font></p>

<p class=MsoNormal style='margin-left:.5in'><font size=3 face="Times New Roman"><span
style='font-size:12.0pt'>&nbsp;</span></font></p>

</div>

</body>

</html>