The StarCAVE, a third-generation CAVE and virtual reality OptIPortal

Abstract

a b s t r a c tA room-sized, walk-in virtual reality (VR) display is to a typical computer screen what a supercomputer is to a laptop computer. It is a vastly more complex system to design, house, optimize, make usable, and maintain. 17 years of designing and implementing room-sized ''CAVE'' VR systems have led to significant new advances in visual and audio fidelity. CAVEs are a challenge to construct because their hundreds of constituent components are mostly adapted off-the-shelf technologies that were designed for other uses. The integration of these components and the building of certain critical custom parts like screens involve years of research and development for each new generation of CAVEs. The difficult issues and compromises achieved and deemed acceptable are of keen interest to the relatively small community of VR experimentalists, but also may be enlightening to a broader group of computer scientists not familiar with the barriers to implementing virtual reality and the technical reasons these barriers exist.The StarCAVE, a 3rd-generation CAVE, is a 5-wall plus floor projected virtual reality room, operating at a combined resolution of ∼68 million pixels, ∼34 million pixels per eye, distributed over 15 rear- • to increase immersion, while reducing stereo ghosting. The non-depolarizing, wear-resistant floor screens are lit from overhead. Digital audio sonification is achieved using surround speakers and wave field synthesis, while user interaction is provided via a wand and multi-camera, wireless tracking system.

On the Design of Virtual Reality Learning Environments in Engineering

“…On the other hand, VR immersive applications are also subdivided into two subcategories, according to the visualization system of the virtual world: (i) the head-mounted display (HMD), which consists of active glasses with a small screen placed properly in front of each eye (Figure 2b) [7,[24][25][26][27]; and (ii) the virtual CAVE (cave automatic virtual environment), where the virtual world is projected on the walls, ceiling, and floor of a room by diverse stereoscopic projectors ( Figure 2). In this last case, the user must wear passive stereo glasses [28,29] to achieve a 3D view of the virtual world. The main disadvantage of the virtual caves is the high cost, which makes the use of this type of immersive VR limited.…”

Visión estereoscópica en sistemas de visualización inmersiva – Ejemplos prácticos

“…La visualización inmersiva busca ampliar el ángulo de visión del usuario para que este se encuentre "envuelto" por el sistema visual, por lo que también se le denomina visión envolvente [4]. Actualmente existen diferentes dispositivos que permiten características de visualización inmersiva, entre los cuales se destacan los cascos de realidad virtual, Head MountedDisplay (HMD), y los sistemas de caverna de inmersión, Cave Automatic Virtual Environment (CAVE), descritos brevemente a continuación.…”

“…Actualmente existen diferentes implementaciones del CAVE, por ejemplo a nivel comercial están disponibles modelos de cuatro, cinco y seis pantallas. A nivel de investigación se ha buscado mejorar la calidad y resolución de las imágenes proyectadas, recientemente el Laboratorio de Visualización Electrónica presentó su última propuesta, que ellos mismos la denominan StarCAVE, CAVE de tercera generación, el cual está formado por 15 pantallas distribuidas en cinco paredes alrededor de una base pentagonal [4]. Otros laboratorios han realizado propuestas que simplifican el CAVE a solo tres o dos paredes, bajando los costos de implementación y acercando esta tecnología a aplicaciones de usuario final [8] …”

“…Se estima que esta dirección visual tiende a apuntar al centro de las dos imágenes monoculares formadas, sin embargo, algunos estudios indican que también puede apuntar a cualquier punto entre éstas dos, no necesariamente en la mitad [4].…”

“…α=2arctan(i/2D) (1) Donde, α es el ángulo de convergencia, D es la distancia entre el observador y el objeto observado, e i es la distancia interocular [4].…”