HAL

hardware review of home theater and self-made devices

QuadroによるopenGL passive 3D

   

Dual Head Passive 3D

   
    Project of Passive 3D with dual projector in home cinema
part4: Dual Head Passive 3D
   
    dualhead_top    
    Summary    
    I buid DIY passive 3D system with dual HD projector, JVC DLA-HD750. The other major components in this system consist of passive 3D source component, projector polarizer and silver screen. In this article, DIY HTPC for passive 3D is described as source component.

Key features are tripple HDMI outputs for dual projectors and HD audio pass through. Dual Head of NVIDIA Quadro 2000D has two DVI outputs and supports not only conventional quad buffered  openGL 3D for professionals but also now directX based software for consumers. Core software in this system is stereoscopic player. It is only one palyer supporting dual projector. In dual projection mode, one output of Quadra2000D streams image for right eye and the other for left eye over HDMI. In addition, Intel Graphic 3000 enables HD audio pass through of blu-ray 3D over HDMI equipped with H67M motherborad. Of course, this system works fine in stack 2D and active3D mode. But, the system are not able to reproduce blu-ray 3D movies because of copy protect without on-the-fly or prior decryption

   
    Key features    
    1. Tripple head HTPC: supports dual projector and HD audio pass through over HDMI.
2. Multiformat projection: supports stack passive 3D and stack 2D as well as conventional HDMI1.4 active3D.
3. Stereoscopic player and NVIDIA Quadro2000D in passive 3D.
4. HD audio pass through by Intel HD audio devece (Intel HD graphics 3000)
5. Stereoscopic player is not able to play blu-ray3D movies because of copy protect. refer 3DTV.at
   
    Project of Passive 3D with dual projector in home cinema    
    Part1: Oakly RealD passive 3D glasses (http://monolith-theater.net/hal/?p=13728)
Part2: 150 inches silver screen for passive 3D (http://monolith-theater.net/hal/?p=13847)
Part3: Polarized filter of dual projector for passive 3D (http://monolith-theater.net/hal/?p=13986)
Part4: Dual head passive 3D (this post)
Part5: Demultiplexing passive 3D (http://monolith-theater.net/hal/?p=14833)
Part6: Stack 5D system, final thoughts (http://monolith-theater.net/hal/?p=14993)
   

QuadroによるDual Head Quad Buffered OpenGL Passive 3D

 

INDEX

1.はじめに
2.PC環境
3.AV環境
4.NVIDIA Quadro 2000D
5.Stereoscopic Player
6.その他のフィルター
7.Dual Head Passive 3D mode
8.Dual Head Stack 2D mode
9.映像の印象
10.最後に
11.3D関連記事


1.はじめに

今回はパッシブ3Dのソースデバイスについて書いてみます。もちろん市販の製品は存在しないので、DIYで製作してみました。自作パソコンは目的に応じた機能を持たせる事ができます。特にブルーレイプレーヤーなどソース関連のAV機能の大半はHTPCで実現可能です。加えてその再生品質は市販再生専用機を上回る場合も少なくありません。

ここではデュアルプロジェクターによるパッシブ3Dに用いるソーストランスポートを自作PCで構成してみました。パッシブ3Dはもちろん、スタック2D, アクティブ3D, HD audioのパススルー出力機能を持った多機能にしてコンパクトなオールインワンHTPCとなっています。

ただしブルーレイ3Dのパッシブ3Dに関しては、方法論的な検討はしたものの常用するにはAACSという問題があります。将来的にはどうなるのか判りませんが、現時点で実用性のあるセットアップは次回のPart5: Demultiplexing passive 3Dに譲ります。

本稿は Project of Passive 3D with dual projector in home cinema のPart4です。

Part1: オークリーのRealD対応3D偏光メガネ (http://monolith-theater.net/hal/?p=13728)
Part2: DIY偏光3Dシルバースクリーン (http://monolith-theater.net/hal/?p=13847)
Part3: デュアルプロジェクター用偏光板(http://monolith-theater.net/hal/?p=13986)
Part4: QuadroによるDual Head Quad Buffered OpenGL Passive 3D(本稿)
Part5:Optoma 3D-XLを利用したパッシブ3D(http://monolith-theater.net/hal/?p=14833)
Part6: Stack 5D system, final thoughts (http://monolith-theater.net/hal/?p=14993)

2.PC環境

dualhead044

  PCハードウエア仕様一覧
  OS
Windows 7 Ultimate x64
  MB
ASRock H67M-ITX/HT(H67) bios1.30
  CPU
Corei7 2600K
  SSD
Plextor PX-64M2S(AHCI)
  Memory
Corsair CMX6GZ3M3A1600C9 (2GBx2)
PC3-12800(DDR3-1600MHz)
  PSU
Super Flower SF-1000R14HE
  Blu-ray Drive
Pioneer BDR-S05J (firmware 1.08→1.09)
  CPU cooler
retail in box
  3D 関連
  dual projector monitor
JVC DLA-HD750 (x2)
  VGA
NVIDIA Quadro2000D, driver 276.28 WHQL
 
Intel Core i7 2600K (HD Graphics 3000) driver 2361
  Stereo3D Player
Stereoscopic Player(1.7.6),
 
PowerDVD11(1719), TotalMedia Theater5(187)
  direct show filter
ffdshow (rev3892)

HTPCは過去掲載してきたものと同じ仕様です。H67MチップセットとCorei7 2600k (Intel HD Graphics3000)が基本形で、同じ構成で投稿している記事を下に列挙しています。今回初めてVGAにNVIDIA Quadroシリーズを使用してみました。

Optoma 3D-XLの3D-HTPC互換性 http://monolith-theater.net/hal/?p=12751 
Radeon HD 6570によるAMD HD3D http://monolith-theater.net/hal/?p=12627 
Intel InTru3D by Core i7 2600K http://monolith-theater.net/hal/?p=12494 


3.AV環境

上記HTPCを使うとAV機器の構成変更により以下の4つの投射モードが可能です。このシステムは周辺機器を変更する事により、アクティブ3Dからパッシブ3Dまで幅広い対応が可能なので、以下に投射モード別にAV機器の構成をまとめています。

A:Dual Haed Passive 3D :左右の映像を2本のHDMIで出力する円偏光パッシブ3Dシステム
B:Dual Head Stack 2D :同じ映像を2本のHDMIで出力する2D映像の重複投射システム
C:Single Head Active 3D: NVIDIA 3D Vision :720pDLPプロジェクターとNVIDA 3D Visionによるアクティブ3Dシステム
D:Single Head Active 3D over HDMI1.4a :通常の家電3D表示装置用のHDMI1.4でのアクティブ3Dシステム

今回はA:Dual Haed Passive 3DとB:Dual Head Stack 2Dを中心に記載しています。

dualhead018
A: Dual Head Passive 3D

スタック2D                    アクティブ 3D/ NVIDIA 3D Vision       アクティブ 3D/ HDMI 1.4
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B: Dual Head Stack 2D                  C: Single Head Active 3D NVIDIA 3D Vision         D: Single Head active 3D over HDMI1.4a

A: Dual Head Passive 3Dのデュアルプロジェクター以降の光学系はRealDに準拠した円偏光システムです。これらの詳細は以下のリンクに掲載しています。

 

  RealD 3D System configuration
  screen   150inch silver screen(Goo Systems)
    dual projector   DLA-HD750 (x2)
  polarizer   MeCan TCPL/R
  3D Glasses   Oakly 3D GASCAN

JVC DLA-HD750  http://monolith-theater.net/hal/?p=603
デュアルプロジェクター設置台の自作 http://monolith-theater.net/hal/?p=12942
スタック2Dプロジェクターの調整 http://monolith-theater.net/hal/?p=13190
オークリーの3D偏光メガネ http://monolith-theater.net/hal/?p=13728
偏光3D用シルバースクリーン http://monolith-theater.net/hal/?p=13847
デュアルプロジェクター用偏光板 http://monolith-theater.net/hal/?p=13986

polarized_filterdemo

 


4.NVIDIA Quadro 2000D

dualhead010
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NVIDIAの中ではGeforceがコンシューマー向けなのに対し、Quadroはプロ向けのグラフィックカードです。ワンスロット仕様で、2つのDVI端子を備えています。汎用アダプターでHDMIへ変換できます。 

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Quadroも多数のグレードが揃っています。2000Dはミドルエンドで、ローエンドは400、ハイエンドは7000番台までラインアップがあります。上の写真は600, 2000, 2000Dを比較したものです。上の3つ全てでDual Head Passive 3Dでのパフォーマンスを検証してみましたが、2000Dが最も良好でした。2000はDPを2つ備えていますが、HDMIドングルを使用すると若干ディレイが発生し、左右の映像がうまく同期しないことがあります。

パッシブ3Dを実現するには、グラフィックカードの2つの出力端子から右目用と左目用の映像を分けて出す必要があります。再生ソフトウエアも該当機能を持っていなくてはなりません。ハードウエア的にはdual head openGL quad buffered stereoをサポートしている必要があります。Quadroはquad bufferd 3Dをサポートしている代表的なグラフィックカードです。さらに最近DirecX(D3D)にも対応しました。すなわちプロシューマ向けの3Dソフトウエアに加え、コンシューマ向けの3Dプレーヤーにも対応しています。ちなみにAMDはFireProは勿論のことRadeonシリーズでもD3Dに加えSDKという形でquad buffer stereoに対応しています。

[References]
Quadro2000D
http://www.nvidia.com/object/product-quadro-2000d-us.html
PROFESSIONAL 3D GRAPHICS FOR WORKSTATIONS http://www.nvidia.com/object/workstation-solutions.html
NVIDIA Quadro Quad Buffered Professional Stereo Technology http://www.nvidia.com/object/quadro_stereo_technology.html
NVIDIA® 3D Vision™ Pro http://www.nvidia.com/object/3d-vision-professional-users.html
Using 3D Vision with Quadro Graphics for Professional Applications http://3dvision-blog.com/tag/quad-buffer-opengl-stereo/
AMD FirePro™ 3D Professional Graphics http://www.amd.com/us/products/workstation/graphics/ati-firepro-3d/Pages/ati-firepro-3d.aspx
AMD Radeon™ Graphics for Desktop PCs http://www.amd.com/us/products/desktop/graphics/Pages/desktop-graphics.aspx

 

5.Stereoscopic player

現在唯一のデュアルスクリーン出力に対応している入手可能なソフトウエアです。 Quad buffered OpenGLに対応しています。NVIDIAの3D VISION VIDEO PLAYER はOEM品と思われます。他にも業務用の3Dプレーヤーのベースとして供給され業務用プロジェクター大手のCristieでも販売しています。多くのファイル、3D形式や視聴形式に対応しているいわばオールマイティー3Dプレーヤーです。動作は軽快で日本語化もされており使いやすいソフトです。

3dtv.at公式サイト http://3dtv.at/Index_en.aspx
stereoscopic player http://3dtv.at/Products/Player/Index_en.aspx
NVIDIA  3D VISION VIDEO PLAYER http://www.nvidia.com/object/3d-vision-video-player-1.6.4-driver.html
Christie Stereoscopic Player
http://www.christie.jp/product/stereoscopic-player.html

ssp005 ssp007

 ただしブルーレイ3Dの再生に関しては以下の記述があり注意が必要です。

ssp008 

 

6. その他のフィルター

 Stereoscopic playerにはHD audioのpass through機能がないので、directShow filter使っています。最も使いやすいのはffdshowです。ここではオーディオデコーダーを使用しています。

ffdshow http://sourceforge.jp/projects/ffdshow-tryout/

 


7.Dual Head Passive 3D

 

dualhead018b

quadro001

システムの設定は上記のように表示されます。ディスプレイアダプターにはNVIDIA Quadro 2000DとIntel(R) HD Graphics Familyが列挙されています。QuadroとIntelのVGAを両方同時に使用します。パッシブ3D表示用にはQuadroのsingle-link DVI2つをHDMIに変換しdualのDLA-HD750に、Intelはマザー経由のHDMIからDHC-80.1に接続しています。

「サウンド、ビデオおよびゲームコントローラ」ではQuadro2000Dの4つの「NVIDIA high Definition Audio」デバイス、オンボードのRealtek、更にCorei7 2600kの「インテル(R)ディスプレイ用オーディオ」と6つのaudio deviceが列挙されています。この中のインテルのみをHD audioのpass throughに利用します。サウンドのプロパティでは「インテル(R)ディスプレイ用オーディオ」がAVアンプDHC-80.1に割り当てられます。そのプロパティでDTS-HDなどが表示され、HD audioのpass throughが可能となっています。

quadro005quadro006

DLA-HD750とDHC-80.1接続後、ディスプレイの設定を上のように変更しています。①はDHC-80.1, ②③がQuadroです。全て1920x1080の解像度で、拡張デスクトップを構成しています。NVIDIAのコントロールパネルの「解像度の変更」タブでは1080i 30Hzと表示されますが、DLA-HD750は実際には1080i 60Hzで信号を受けます。(Intelの代わりにHD audioサウンドデバイスを追加すると1080p 60Hzで動作します)

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インテルのコントロールパネルでも1920×1080 30Hzと表示されます。したがって繋いだ全てのディスプレイ①DHC-80.1, ②③Quadroは同じ解像度とリフレッシュレートで自動設定されています。

dualhead030 

この写真は上記の設定でモニタの識別を行っているスクリーン映像ですが、dual projectorは②と③に設定しているので重なって表示されます。①はHD audio pass through出力用です。

 quadro008

ffdshowはオーディオフィルタのみ使用します。出力タブでDTS-HDやドルビーTrueHDなどパススルーの項目に全てチェックを入れておきます。

dualhead040
DHC-80.1

quadro023 

Stereoscopic Playerではviewing methodを「デュアルモニタ出力」に設定します。

dualhead041

左目用の偏光レンズを通して撮影。2つのプロジェクターに情報表示させているが、左目用のHD750の情報表示だけが写っている。
ソースは1080i60と表示されるが、これは右も同様で、違うのはランプ時間のみ。

dualhead042dualhead043

実際のpassive 3Dの映像です。円偏光メガネを通してスクリーン映像を撮影しています。 「9.映像の印象」に感想を記載しています

  

1080p 60Hz と1080i 60Hz    

dualhead031quadro010

なお、DHC-80.1のHDMIを接続を切り、Quadroの①②のみにすると、NVIDIAコントロールパネルの表示は1080p 60Hzとなり、DLA-HD750の情報表示も1080p 60となります。この際の音声出力はRealtekを利用してオンボードのspdifから行いますが、opticalかcoaxial経由でコアオーディオのみしかpass throughされません。別途カードを追加すると、1080p 60HzでもHD Audioのpass throughが可能ですが、今回はmini-ITXなのでスロット数に制約があります。Micro-ATX以上のフォームファクタが必要です。

 

8.Dual Head Stack 2D

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quadro031dualhead033

 

上の図はStack 2D modeで同じ2D映像を重ねて表示し、明るさを上げる方法です。左のようにシステムのディスプレイの設定で表示画像を複製するを選択するとこのモードになります。プロジェクター①②からは同じ一つの映像が出力されます。HDMIスプリッターを使わずにすみます。Stereoscopic Playerの表示方式では「元画像」を選択しておきます。右の写真はその際のディスプレイの識別を行ったときの映像です。またこの場合はPowerDVDなどのDirectXプレーヤも使えます。

stack2d_demo

「スタック2Dプロジェクターの調整」 http://monolith-theater.net/hal/?p=13190

 

9.映像の印象

アクティブ3Dとは異なる印象です。とても落ち着いたしっとりとした動画で、立体感も良く出ています。つい先日DLA-X70R,X30の映像を見てきたばかりですが、それと比較すると特殊な仕掛けの3D映像を見ているという印象が薄いのが特徴で、普通の高解像度HD映像を裸眼で見ているような印象を受けます。両眼で継続的にHD解像度の60Hz映像を観ているせいかもしれません。アクティブで感じるフリッカーが全くないののも大きな理由と思います。率直に言ってモノが違うという印象です。考えてみれば両眼で2K映像を2つ同時に視ている事になるので当然かもしれません。アクティブは常時片目で一つの2K映像を観ているにすぎません。

メガネが軽く、頭位に依存しないのでリラックスして視聴できます。視野角にも制約がなくスクリーンが見える限りどこにいても3Dとして視聴できます。疲れを感じさせない映像です。変な話3Dという事を忘れて物語の中に入り込めます。ソフトによって眼球に対する輻輳の負荷が違うのはアクティブと変わりません。

偏光3DディスプレイRDT233WX-3Dによるblu-ray3D http://monolith-theater.net/hal/?p=12283
JVC DLA-X7/X3 プレビュー: 7. 偏光方式の可能性 http://monolith-theater.net/hal/?p=10421#IFA
JVC DLA-X7でのRadeon HD6870によるAMD HD3D: 9.Polarized passive 3Dの可能性(Part2) http://monolith-theater.net/hal/?p=11099#appendix 
JVCによるDual DLA-HD950パッシブ偏光システムのデモンストレーション(IFA2009)
http://monolith-theater.net/hal/?page_id=9402#IFA2009JVC

解決すべき点もあります。やはりスクリーンがDIYなので塗りムラあります。特に塗料を塗ってからフレームに張り込んだせいかテンションがかかっているところは塗料が薄くなり、ところどころ縞のようなムラができています。ゲイン4.2は明るすぎるかもしれません。またホットスポットもあります。しかし物語の3D空間の中に入ると、気にならなくなる程度です。

偏光3D用シルバースクリーン http://monolith-theater.net/hal/?p=13847

偏光メガネは4種ほど使ってみましたが、機種によってクロストークが出ます。全く感じないメガネもあるので、メガネの選択も重要です。明るさもめがねで異なります。プロジェクターの偏光板のqualityも関係しているかもしれません。偏光光学系は更に検討する必要があります。

オークリーの3D偏光メガネ http://monolith-theater.net/hal/?p=13728
デュアルプロジェクター用偏光板 http://monolith-theater.net/hal/?p=13986

HTPCは特に問題なく動作します。左右の映像を直接VGAから出力するという考えうる最も合理的でシンプルなシステムです。同期のずれなどは皆無で、動作はほぼ完璧です。Stereoscopic Playerはキーボードで簡単に左右の映像のズレすなわち奥行きの調整ができます。また上下方向も調整できるので、プロジェクターのレジストレーション調整、特にheat shift(Part6で詳述)を暫定的に補うことができるのも便利な機能です。シークバーの追従も高速かつ的確です。今後AV機器の構成パーツを高品質なものに、特にスクリーンをグレードアップすれば更に高品質な3Dが実現しそうです。

 

10.最後に

今回初めてQuadroを使ってみましたが、さすがプロユースだけあって動作が安定しています。今までGeforceやRadeonでのDirectXプレーヤーしか経験がありませんでしたが、OpenGLの反応は軽快です。Stereoscopic Playerも業務用でとても安定していています。そのパフォーマンスも良好で優秀なソフトウエアですが、DirectXプレーヤーでは対応しているブルーレイのAACS等をクリアしていないのは残念です。機会があれば今回は割愛したアクティブシステムについても触れたいと思います。

なお以下のページで更に解説を加えています。
「Stack 5D dual projection system」7.3Dソースシステム
http://monolith-theater.net/hal/?p=14993#source

 

11.3D関連記事




この記事は2012-05-23に更新しています。初稿に加えた重要な変更箇所は赤で記載。

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