Samenwerking op afstand

Wij ontwikkelen een prototype van een tele-immersief systeem voor collaboratieve visuele gegevensanalyse dat bestaat uit drie belangrijke componenten. De ruggengraat van het KeckCAVES-prototype is een gedistribueerd systeem dat een gedeelde virtuele 3D-wereld voorstelt, geïmplementeerd als een reeks client/server-protocollen op applicatieniveau, gelaagd over standaard internetprotocollen zoals TCP of RTP. Deze ruggengraat zorgt voor sessiebeheer, d.w.z. de mogelijkheid voor gebruikers om dynamisch in en uit te loggen, zorgt ervoor dat alle deelnemers een consistent beeld krijgen van de gedeelde wereld, en biedt basisdiensten voor gegevensuitwisseling tussen deelnemers.

Gelaagd over deze ruggengraat zijn toepassingsspecifieke protocollen voor de visualisatie van en interactie met bepaalde soorten wetenschappelijke gegevens, bijvoorbeeld 3D-puntenwolken met hoge dichtheid van LiDAR of 3D-rastergegevens van 3D-beeldvorming of numerieke simulatie. Ten slotte biedt het systeem verschillende middelen om de deelnemers zelf in te bedden in de gedeelde virtuele wereld. Deze mogelijkheid wordt bereikt met verschillende aanvullende middelen, waaronder 3D-ruimtelijke audiotransmissie, real-time 2D-video of – idealiter – real-time 3D-video.

Twee belangrijke ontwerpcriteria voor tele-immersieve systemen zijn draagbaarheid en schaalbaarheid. De installaties van klanten variëren van hoogwaardige visualisatie-omgevingen zoals CAVE’s (Cave Automatic Virtual Environments) tot goedkope systemen op basis van 3D-televisies of computerschermen, of zelfs standaard 2D-desktopsystemen of laptops. Hoewel deze laatste technisch gezien niet “immersief” kunnen worden genoemd, is uit onze experimenten gebleken dat zij toch effectief kunnen deelnemen aan tele-immersie.

De gebruikers zullen ook verschillende niveaus van internetconnectiviteit hebben, van hogesnelheidsinternet2 tot internetproviders op consumentenniveau of zelfs openbare draadloze toegangspunten. Veldinstallaties zullen aan de lage kant zijn, zowel qua prestaties als qua netwerkbandbreedte.

Ons infrastructuurprototype is momenteel geoptimaliseerd voor wide-area netwerken met hoge bandbreedte. Wij zijn voornemens de prestaties en de robuustheid van het systeem voor cliënten met lage bandbreedte te verbeteren door betere gegevenscompressiemethoden en transmissieprotocollen toe te passen. Wij stellen ook voor toepassingsspecifieke visualisatie- en interactieprotocollen te ontwikkelen voor de door onze groep gebruikte gegevenstypen, waaronder LiDAR-puntwolken, 3D-volumes, en gereconstrueerde 3D-oppervlakken en gelede skeletmodellen.