Virtuaalituotannon prototyyppi

Abstract

Insinöörityössä toteutettiin Metropolian Karamalmin kampuksen tieto- ja viestintätekniikan medialaboratorioon virtuaalituotannon prototyyppi. Medialaboratorioon on rakennettu valo- ja videokuvausta varten monipuoliset valaistusolosuhteet ja monikerroksiset taustamateriaalit. Tilaa haluttiin jatkokehittää, ja tarkoitus oli hyödyntää green screen -taustakangasta ensisijaisesti reaaliaikaisissa video-lähetyksissä.

Virtuaalituotannon prototyypissä realistinen henkilö tai henkilöt sijoitettiin virtuaaliseen ympäristöön, jossa virtuaalinen pelimoottorilla luotu tausta seurasi kameran fyysistä liikettä seurantajärjestelmän avulla. Näin saatiin illuusio kuvattavan kohteen olevan aivan toisessa tilassa tai maisemassa.

Virtuaalituotannon prototyypin kehityksessä käytettiin ketterän kehityksen mene-telmää. Sen pohjalta pystyttiin jakaa koko prosessi kolmeen eri kehitysvaiheeseen. Ensimmäiset testit -osassa tutustuttiin ja testattiin saatavilla olevia laitteita ja ohjelmia. Järjestelmän varmistumisen aikana selkeytyi järjestelmän käyttöön valittavat laitteet ja ohjelmat. Lopullisessa kokoonpanossa rakennettiin ja testattiin valittujen osien muodostama järjestelmä.

Toimiva prototyyppi saatiin toteutettua lähtövaatimusten mukaisesti eli toiminta-varma ja nopeasti rakennettavissa oleva liikkeenseurantajärjestelmä yhdistettynä virtuaaliseen taustaan. Järjestelmää voidaan käyttää esimerkiksi kuvattaessa tiedotus- ja opetusmateriaaleja. Jatkokehityksenä seuraavat askeleet ovat taustojen luominen pelimoottorin avulla ja siihen integroitu virtuaalikameran ohjausjärjestelmä nopeuttamaan virtuaalikameran sijoitusta suhteessa reaalimaailman videokameran fyysiseen paikkaan.

Järjestelmää voidaan hyödyntää animaatioiden ja pelivideoiden virtuaalikameran kamera-ajoissa. Näin kameran liikkeeseen saadaan inhimillinen kosketus tuottamaan realistisen kuvauksen tunnetta.

The thesis was a prototype of virtual production. It was implemented for the ICT media laboratory of Metropolia’s Karamalmi campus. The media laboratory has versatile lighting conditions and multilayered background materials for photography and video productions. The intension was to further develop the space and utilize the green screen background for real-time video broadcasts.

In the prototype of virtual production, a realistic person or persons were placed in a virtual environment. The virtual background created with game engine followed the physical movement of the camera using a tracking system. This gave an illusion that the subject was in a completely different space or landscape.

The development of the prototype of virtual production was divided into three different stages. The First Tests stage explored and tested the available hard-ware and software. During the verification of the system, the final devices and programs were selected. In the final assembly, the system was built and tested with selected parts and programs.

A functional prototype was implemented according to initial requirements. It was reliable and quickly buildable motion tracking system combined with a virtual background. The system can be used, for example, shooting informational and educational videos.

The next steps in further development are the create backgrounds using game engine and the integrated virtual camera control system to help to set the virtual camera position relative to the physical location of the real-world camera.

The system can be also used for shooting virtual animations and game videos inside the virtual environments. This gives a human touch and sense of realistic shoot to the movement of the camera.