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巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

ChOWDER

ChOWDER ( Cooperative workspace driver )は、理化学研究所、九州大学などで、共同で研究開発を進めるオープンソースソフトウェアです。デジリアも開発に参加しました。

ChOWDERには、タイルドディスプレイという、複数の物理ディスプレイを並べて、あたかも1つの巨大なディスプレイとして扱うことで、巨大なピクセル空間を提供する仕組みがあります。

ここではChOWDERの概要と、使用している技術について触れていきます。

タイルドディスプレイ

近年、4Kテレビなども普及してきて、高解像度ディスプレイが安価に手に入るようになってきましたが、8Kや16Kとなると、まだまだコストがかかります。

そこで、安価なディスプレイを複数台持ち寄って、タイル状に並べ、巨大なディスプレイとして扱うことができれば、ディスプレイ1つの解像度が小さくても、大画面&高解像度を実現することができます。

このように、複数の物理ディスプレイを並べて、大きなピクセル空間を提供する仕組みを、タイルドディスプレイと呼びます。

通常のPCなどでのマルチディスプレイ環境と違い、各ディスプレイがそれぞれ別のマシンで動作していたり、それぞれが別のOSで動作していることもあります。

巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

ChOWDERを通じて4Kディスプレイ 12枚で構成されるタイルドディスプレイに 気象シミュレータの画像を等倍表示した例(総解像度15,360 ×6,480ピクセル)
(出典) Kenji Ono, Tomohiro Kawanabe, Jorji Nonaka , Kazuma Hatta. ChinaVis 2019: Cooperative Visual Environment with Tiled Display Wall “ChOWDER”p.13

ChOWDERでは、 この タイルドディスプレイに対して、Webブラウザを使用して、 以下のような様々なコンテンツを表示させることができます。

  • •テキスト
  • •画像
  • •PDF
  • •Webカメラのストリーミング
  • •動画
  • •デスクトップ画面のキャプチャ
  • •大規模時系列画像

これらを用いることで、プレゼンテーションや、シミュレーション結果の表示など、様々な用途に使用することができます。

また、ChOWDERのクライアントは、最近のWebブラウザであれば動作するため、モバイル端末を持ち寄って、外出先でタイルドディスプレイを構築したり、Rasberry Piなどの安価なデバイスでも動作させることが可能です!

複数ディスプレイにまたがったコンテンツの表示

巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

タイルドディスプレイでは、コンテンツは、図のように複数ディスプレイにまたがって表示されます。この時、各ディスプレイは、別のマシンやOSかもしれませんし、モバイルデバイスかもしれません。
また、各ディスプレイの実際の解像度は任意のため、どのようなサイズのディスプレイでも、対応できる必要があります。

そこで、ChOWDERは、各ディスプレイにWebブラウザを用いた、クライアント・サーバプログラムとして設計されています。

クライアントプログラムは、「コントローラ」と呼ばれる操作ページと、実際にタイルドディスプレイにコンテンツを表示する「ディスプレイ」ページからなります。

巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

ChOWDERコントローラ(左)と、ChOWDERディスプレイ(右)

タイルドディスプレイを設定するには、この「コントローラ」ページを操作して、設定を行います。具体的には、Virtual Displayと呼ばれる、タイルドディスプレイの全領域に対応した矩形を設定し、ディスプレイの分割数を設定します。(下図は2x2分割になっています)

巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

Virtual Display(タイルドディスプレイの設定)

それから、「コントローラ」ページに、画像などを、Addメニューやドラッグアンドドロップで追加していきます。
追加された画像は、サーバーにWebSocket通信により送信され、バックエンドのデータベース(Redis DB)に登録されます。
その後、画像情報が全ての「ディスプレイ」ページに送信され、ディスプレイ内に画像が入っていた場合は、ディスプレイからサーバーにコンテンツの取得を要求します。最後に、「ディスプレイ」ページで、Virtual Displayの設定を基に、取得した画像を適切な場所に表示します。

巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

ChOWDERの構成とデータフロー

ChOWDERでは、このように、クライアントサーバ間でWebSocket通信を行い、WebブラウザでのVirtual Displayの設定を元にした座標計算により、タイルドディスプレイを実現しています。

巨大なピクセル空間を実現する「ChOWDER」とは?

ChOWDERは、HTML5の機能を駆使して、PDFや動画データなど、様々な種類のデータの配置・表示に対応しています。 また、大規模な時系列画像データにも対応しているので、気象衛星の画像などを、大画面のタイルドディスプレイで見ることもできます!

オープンソースです

ChOWDERは、オープンソースで開発中ですので、気になった方はチェックしてみてください。

ChOWDERのGitHubリポジトリ ⇒ https://github.com/SIPupstreamDesign/ChOWDER

また、このような開発に興味をお持ちの方は、デジリアに是非見学に来てください!
http://digirea.com/

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