Kipróbáltuk a Leonar3Dót

Az akkor még alig nagykorú Rátai Dánielt és Leonar3Do névre keresztelt találmányát 2005-ben kapta fel a média. Miután díjazott lett a Magyar Innovációs Szövetség országos versenyén, az állam átvállalta a világszabadalom elindításának költségeit, majd az amerikai Phoenixben Dani részt vett az Intel 21 éven aluli tudósok számára rendezett versenyének világdöntőjén.

A megmérettetésen az ISEF (Intel International Science and Engineering Fair) a versenykiírás szerint számára elérhető hét első díjból hatot neki ítélt, s nem utolsósorban a mintegy 1444 döntős pályázó közül egyike volt annak a háromnak, akik kijuthattak a Nobel-díj átadó ünnepségre. Külön bónuszként később még kisbolygót is elneveztek róla. Az akkor még igen-igen kezdetleges, házilag barkácsolt kütyü mára egészen komfortos 3D-munkakörnyezetté vált, így a lassan kiforrott termékké érő találmány most éli reneszánszát a hazai sajtóban. De nézzük, miről is van szó tulajdonképpen!

Rátai Dani eredeti készülékével

A Leonar3Do egy olyan komplex munkakörnyezet, melynek segítségével a felhasználó térbelinek érzékeli a monitoron megjelenő objektumokat -- ha kedve tartja, benézhet mögéjük, sőt, egy mutatóceruza (amolyan háromdimenziós egér) segítségével létrehozhatja, alakíthatja, mozgathatja is a virtuális tárgyakat. A dolog hardveres oldalát egy dobozka, az eszköz lelke jelenti, egy szemüveg, valamint két spéci webkamera társaságában. A kezdetekkor Dani anaglyph, azaz piros-kék okulárét használt, amely karácsonyfaégőkkel volt kipreparálva annak érdekében, hogy az ebédlőasztal két sarkán lámpaállványokra szerelt webkamerák érzékeljék a felhasználó fejmozgását.

A rendszer egy speciális eljárásnak köszönhetően 17"-os képernyőnél 1/6-1/8 mm-es pontossággal érzékeli az elmozdulást, akár világos szobában is, s ez nem kis teljesítmény. A felhasználó elhelyezkedésének pontos belövése azért különösen fontos, mert így tudja a Leonar3Do a nézőpontunknak teljes mértékben megfelelő, 100%-osan torzításmentes képet adni (a fentebb részletezett 3D LCD-k ugye erre képtelenek, azok csak jelzik nekünk, merre mozogjunk, hogy visszatérjünk az ideális nézőpozícióba). Ez egyben azt is jelenti, hogy a móka egyszemélyes, azaz hiába vizslatja egyszerre több személy szemüveggel a képernyőt, az csak egyvalakinek tud mértanilag tökéletes képet nyújtani.

Az őskütyü sötétítő fóliákkal megbolondított webkamerái

Közben létrejött a 3D for All Számítástechnikai Fejlesztő Kft., melynek ügyvezetői posztját a Graphisoft korábbi elnökhelyettese, Kazár Gábor kapta, de természetesen a Rátai család is jelentős súllyal képviselteti magát az üzleti vállalkozásban (A cég financiális hátteréhez túlnyomórészt a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal járult hozzá mintegy hatvanmillió forintos támogatásával). Az úgynevezett "őskütyü" a nagy lendületnek hála természetesen számos fejlesztési fázison átesett.

Ma már külön erre a célra gyártott kamerákkal operál a csapat, az elavultnak számító, karácsonyfaégős anaglyph-lencséket pedig felváltotta a redőnyszemüveg. Utóbbi nem más, mint egy kettős LCD-kijelzőből álló szemüveg, melynek kijelzői felváltva takarják el a néző szemeit, a monitoron pedig ezzel szinkronban, mindig az éppen el nem takart szemnek megfelelő kép látható. A monitor frekvenciájához való igazodást az a kis doboz végzi, amely már így is olyan könnyű, mint egy pillepalack, mégis van már utódja, ami kb. kétharmadakkora, és on/off kapcsoló sincs már rajta.

Az eszköz legfrissebb, legkisebb és legkönnyebb változata

A szemüveg, a dobozka és a kamerák mellett az eszköz negyedik fontos eleme az egeret kiváltó mutatóceruza, amely egy speciális (korábban fényforrással felszerelt) pálca. Amolyan "térbeli érintőképernyőként" ennek segítségével hajthatók végre a különböző műveletek, merthogy a hardveres oldal mellett a csapat másik fejlesztési területét a felhasználó felület jelenti.

A mintegy 100-150 ezer forintos Leonar3Do jelentősége abban áll, hogy ez az első eszköz, amely képes együttesen megfelelni a piaci áttöréshez feltétlenül szükséges négy alapkövetelménynek: elérhető az ára, egyszerűen telepíthető, könnyen kezelhető és valódi funkcionális haszonnal bír, vagyis a felhasználó nem csak álmélkodik, hanem használni is tudja az eszközt valamire. Alkalmazási területe meglehetősen széles, gyógyszerészeti kutatásoktól kezdve a különféle tervezőmunkákon át egészen a hétköznapi készségfejlesztésig. Arról nem beszélve, hogy az ember természetesen közege a tér, jelenlegi napi munkánkat pedig kétdimenziós monitorok előtt, kvázi korlátozott munkakörnyezetben végezzük.

Az új és a régi kütyü szemüvegei

[oldal:Kipróbáltuk a Leonar3Dót]

Nos, természetesen közeg ide vagy oda, én is megpróbáltam elhelyezni passzoló vagy éppenséggel oda nem illő kis molekulákat "dokkolni" egy nagyobba, és meg kellett állapítanom: van még mit fejlődnöm, már ami a térérzékelést jelenti. Amíg ezen a területen szerzett fájdalmas sebeimet nyalogatom, Dani egy .3ds file-ból (a szoftver bárminemű gond nélkül beolvassa ezeket) nyert Buddha-szerű távol-keleti szoborra szemüveget és fülbevalót kanyarint, közös megelégedettségünkre. Ez, kérem, rajzolás 3D-ben! Szerencsétlen törökülő szobrocska egy repülőszőnyeget is kap maga alá, a’la Ezeregy éjszakai meséi. Ha Daninak volna kedve és ideje, akkor ez a szőnyeg nem csak négy ferde vonalból állna, hanem volna neki komplett felülete, mi több, színe is.

A szőnyeget meglovagló szobor

Gyorsan át is nyergeltünk egy másik modellre. Szép sárga homokfutó látható a képen, újra nekiveselkedve a virtuális képzőművészet kihívásainak nyelvkidugva próbálok pálcikasofőrt rajzolni neki, de hiába jött össze a figura, a térben kissé rossz helyre pozícionáltam. Értsd: nem az ülésen ül, hanem valahol a kasztniba forradva. Sebaj, mentorom gyorsan korrigálja a dolgot, és már közösen örülünk a roppant mutatós alkotásnak.

3D-pálcikaember a homokjárón

A fentiek tükrében talán nem véletlen, hogy Daniék többek között egy rajzprogramon is dolgoznak, ami a Windows-féle Paint térbeli változata volna, már ami az egyszerűséget és a kezelhetőséget illeti. A cél, hogy egy kilencéves gyerek is el tudjon üldögélni a program előtt, és kedvére szórakozhasson az általa teremtett különféle 3D-alakzatokkal. A gyakorlottabbak pedig saját 3D-animációt készíthetnek pillanatok alatt, hiszen kellő ügyességgel virtuális gyurmából akár Sebaj Tóbiást is összedobhatjuk, s végtagjai mozgatásával új epizódokat készíthetünk a főszereplésével. A 3D for All 2009 szeptemberében tervez előrukkolni a szoftverrel.

Merre tovább?

Ami a további fejlesztéseket illeti, jelenleg az egyik legfontosabb projekt az új CMOS képérzékelő lapkák beüzemelése, illetve a csapatnak nemrégiben sikerült megoldania, hogy az eszköz ne csak hagyományos, CRT-monitorokkal működjön együtt, hanem használható legyen TFT-kijelzőkkel is, ráadásul képesek a 3D szemüvegek általános szellemképesedését korrigálni.

A dolog innentől kezdve természetesen projektoron kivetítve szintén élvezhető, mi több, egy egyszerű csatlakozó-elosztó révén konferenciaprezentációra is van lehetőség (az elosztóra a szemüvegek zsinóros volta miatt van szükség, de persze ezen a felhasználási területen a drótnélküli változat sokat fog majd dobni). A közeli jövőben vár továbbá megoldásra a varázspálca orientációjának figyelembevétele, vagyis az eszköz nem csak a ceruza végének pontos elhelyezkedését fogja belőni, hanem azt is, milyen irányból indulva és mekkora lendülettel matatunk a virtuális objektumon.

Tudományos célú felhasználás

Az autótervezéstől indult minden

Hogy miként jutott el Dani idáig? Saját elmondása szerint már gyermekkora óta foglalkoztatja az autótervezés, ám egészen meglepő módon a Leonar3Dót erre a célra még soha nem próbálta használni. Egyébként forma terén a Ferrari 360 Modena nála az abszolút etalon, az F430 már túlságosan trendi számára. Hétköznapi autók közül legutóbb a Fiat Stilo jött be neki. Élete másik nagy projektje tulajdonképpen rokonságban az áll az autótervezéssel: egy gázáramlás-szimulátorról van szó, amit akár drága szélcsatornák helyett is lehetne alkalmazni. Egyelőre a program még soha nem került olyan állapotba, hogy írója ne tudott volna mit javítani rajta...

A gázáramlás jelenleg is foglalkoztatja Danit, a fejében már összeállt az ötödik-hatodik programváltozat, amivel tökéletesen lehetne modellezni, hogy egy mozgó, s adott esetben akár irányt vagy alakot nagy dinamikával változtató objektum körül miként viselkedik a gázközeg, miként alakul a légellenállás, milyen áramlatok jönnek létre, stb-stb. Csak hát a Leonar3Do mellett nincs idő gépre vinni a programot. Csinált már egyébként a fiatal feltaláló mezei lapszkennerből 3D-szkennert, amivel képes volt lemodellezni a saját kézfejét, de a Leonar3Do szempontjából számunkra sokkal érdekesebbek azok a szárnypróbálgatások, amelyek tizenöt éves korában egyszerű programozási feladatokból nőtték ki magukat.

Házi feladat

Történt ugyanis, hogy számítástechnika órán Dani házi feladatként egy olyan, számára egyszerű játékot dobott össze, melyben két karakternek egy harmadik, "gonosz" karakter elől kellett menekülnie. A kétjátékos program a maga egyszerűségével elvarázsolta az egész osztályt, és az órán minden osztálytársa ezzel ügyeskedett. A kezdetleges programocska alapötlete egyébként valóban zseniális, leginkább a közismert Snake-hez hasonlítható -- mondtam is Daninak, csinálja meg a program mobilokra optimalizált, grafikailag kissé feljavított változatát, s egycsapásra milliomos lehet. De ő inkább a Leonar3Dóval kasszírozna. Megértem.

A hajós játék

A következő állomás egy vektorokból álló "hajóvezetős" játék volt. Egy fehér vonalakból álló vitorlást kell egy fehér vonalakból álló pályán navigálnunk fehér vonalakból álló objektumok, például szélmalmok között. A térbeliség élménye itt még nem volt igazi, a mélység és távolság pontossága korántsem mértani alapokon nyugodott. Aztán Dani elkezdett kísérletezni függvények háromdimenzióban való megjelenítésével (egyszerűen hozzájuk adott egy plusz változót), majd bejött a képbe a sztereoszkópia: a fehér vonalakat szép lassan egymástól eltolt piros-kék társaik váltották.

A hajós játék anaglyph-szemüveggel élvezhető változata

Így született meg a hajóvezetős játék anaglyph-változata, valamint elkészült "a gonosz karakter elől menekülő két másik" nevezetű játék dobozba zárt térben játszódó 3D-verziója is, ami -- csak halkan jegyezzük meg -- már valóban mobilra kívánkozna, annyira zseniális. Mivel Danit a nem tökéletes térbeliség fenemód zavarta, annak kiküszöbölését a felhasználó szemének lekövetésében látta, így kezdte el a torzításmentes 3D-élmény jegyében fejlesztgetni a Leonar3Do első változatát, a már említett őskütyüt.

A legelső játék (gonosz karakter üldöz két másikat) immáron 3D-ben

A távolabbi jövőt illetően egyébként természetesen vannak még komoly tervei. A legnagyobbat nem is szeretné elárulni -- no, szerény képességeinkre való tekintettel nem mintha tartania kellene attól, hogy ellopjuk. Egyébként le mernénk fogadni, bonyolult fizikai-kémiai folyamatok elemzésével a jövő alakulását próbálja majd meg modellezni. Minden más terv kispályás volna már számára.

Véleménye van?

• szóljon hozzá a fórumban
• írjon szerkesztőségünknek!