Más contenido relacionado Más de Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach (20) 3D- & Virtual-Reality-Projektionstechnik: VDC-Whitepaper 1. Whitepaper 3D-Projektionstechnik
Aktiv-, Passiv-Projektionstechnik
Mai 2011
Virtual Dimension Center (VDC)
Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
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2. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
VDC-Technologie-Screening 3D-Projektionstechnik
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projektionssysteme
Weitere Trends
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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3. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Grundlagen: Begriffe und Motivation
3D-Visualisierung = räumliches Sehen
Bereitstellung von 2, leicht versetzten
Perspektiven
für den Betrachter
unter Umständen Head Tracking
damit:
Gehirn ordnet besser Räumlichkeit zu
Besseres Gefühl für Nahes und Fernes
Aufbau eines gedanklichen, räumlichen xxx:
Umgebungsmodells einfacher Inhalt:
xxx
Grundlagen
Unterstützung bei der 3D-Interaktion Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
(für diese muss Raum bekannt sein) Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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4. Quelle: Runde, C.: Konzeption und Einführung von
Virtueller Realität als Komponente der Digitalen
Fabrik in Industrieunternehmen. Zugl.: Stuttgart,
Whitepaper Univ., Diss., 2007, IPA-IAO Forschung und Praxis,
3D-Projektionstechnik 455. Heimsheim: Jost-Jetter Verlag, 2007
Graphische Tiefenkriterien
Womit rechnet das Gehirn?
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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5. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Grundlagen: Stereo-Lösungen
2 Ansichten werden erzeugt
diese 2 Ansichten sind getrennt zu
den beiden Augen zu transportieren
zu beachten: natürlicher Augenabstand (ca. 6,5cm) ermöglicht
sinnvolles stereoskopisches Sehen in Entfernung von bis zu 15m
größere Entfernung: Parallaxe erhöhen
Qualitätskriterien u.a.:
- optisches Übersprechen (Auge erhält falsches Signal): Ghosting
- Helligkeit insgesamt
- Gleichmäßigkeit der Helligkeitsverteilung (Hot Spots) xxx:
- Schärfe (Tinting) Inhalt:
xxx
Grundlagen
- Kontrast, Dynamik Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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6. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Stereotechniken
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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7. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Stereotechnik 1: Farbfilter
Analglyphentechnik
(komplementäre Farbsichten & -filter)
Rot-Cyan-Anaglyphenbrille
jedes Display geeignet, jeder
Bildschirm, jeder Projektor, jede Wand
selbst Printprodukte
Brille passiv
Brille leicht und billig
Θ Übersprechen xxx:
Θ Sicht ist schwarz-weiß Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Anaglyphenbild aus Google Earth Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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8. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Stereotechnik 2: Polarisationsfiltertechnik
grundlegende Technologie:
Polarisationsfilter-Technik
(Lichtwellen-Polarisation, Passiv-Stereo)
Projectiondesign F32
leichte Brille, passiv
kein Sync notwendig
kein Flackern
Θ zwei Projektoren notwendig
Θ Gestell und Kalibration Polarisationsfilterbrille
Θ spezielles Projektionsmedium
notwendig (polarisationserhaltend) xxx:
Θ unregelmäßige Helligkeitsverteilung) Inhalt:
xxx
Grundlagen
geeignete Projektionsscheiben neigen Silberleinwand Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
zum Hot-Spotting Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Beachten: unspezifische LCD-Beamer Volumetr. Displays
Weitere Trends
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9. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Polarisationstechnik: Helligkeit Quelle:
Betrachtungen Lichtstrom bei Passiv-Lösungen
Erzielte Lumen: externe Polarisation von DLP-Projektoren
integrierte Lösungen
5000
verbessern deutlich 40% lumen 2000
stereo lumen
100%
Verbesserung
BARCO Gemini/VR workroom Stereo Lumens Boost
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
80% 5000 Projektionssysteme
lumen 4000 Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
stereo lumen Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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10. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Stereotechnik 3: INFITEC®
Passiv-INFITEC
Filter-Charakteristika INFITEC
jede beliebige Wand verwendbar
kein Sync notwendig
passive Brille (keine Stromversorgung)
Farbtreue bleibt weitgehend
erhalten
keinerlei Flimmern
Θ zwei Projektoren notwendig xxx:
Θ Helligkeitsverlust Inhalt:
xxx
Grundlagen
Θ Gestell und Kalibration Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Projectiondesign F32 INFITEC-Brille Volumetr. Displays
Weitere Trends
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11. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
INFITEC: Helligkeit Quelle:
Betrachtungen Lichtstrom bei Passiv-INFITEC-Lösungen
Erzielte Lumen:
Effizienz:
- Farbspektrum wird nur
teilweile übertragen
=> 30% des Lichts vom
Projektor
- 3% Verlust durch Brillen
- 27% Gesamteffizienz
INFITEC Plus:
xxx:
- Farbkorrektur („DynaColor“) Inhalt:
xxx
Grundlagen
Ausgleich Farbverschiebungen Projektionssysteme
- kostet aber weitere Helligkeit: Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Resultat: 17% Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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12. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Stereotechnik 4: Aktiv-Shutter
grundlegende Technologien
Shuttertechnologie (von engl. to shut =
schließen, LCD, Aktiv-Stereo) Shutterbrille Nvidia IR Emitter
Display: mind. 120Hz Bildwiederholrate
Je nach System sehr geringes
Übersprechen
bei Projektion jede beliebige
Wand verwendbar
Θ Brille schwerer früher: Röhrenprojektor
Θ aktive Brille: Stromversorgung
Θ Brille polarisiert
xxx:
Θ meist Emitter für Synchronisation Inhalt:
xxx
Grundlagen
Bild-Brille notwendig Projektionssysteme
Θ Helligkeitsverlust Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Θ u.U. Flimmern (billige Projektoren) heute: DLP.
Beispiel: projectiondesign F10 AS 3D
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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13. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Aktiv-Stereo: Helligkeit Quelle:
Betrachtungen Lichtstrom bei Aktiv-Lösungen DLP/CRT
Erzielte Lumen:
Aktive Brillen:
- Auge erreicht Licht in
<50% der Zeit => halbe
Helligkeit • Duty Cycle
- das Shutter-Prinzip nutzt seinerseits • nicht-ideale Polarisation
Polarisationstechnik (zweier LCDs).
Eingehendes Licht ist nicht ploarisiert =>
halbe Helligkeit
xxx:
Resultat: <20% des Lichts erreicht Auge Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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14. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Aktiv-Stereo: DLP-Link
Aktiv Stereo ohne IR-Emitter: DLP-Link®
Weißbild wird zwischen Graphik
gesendet und dient zur Synchronisation
der Brille
keine externer IR-Emitter mehr XPanD X102 DLP-Link Shutterbrille
einzurichten
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Projectiondesign F10 AS3D Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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15. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Stereotechnik 5: Aktiv-Infitec
Aktiv-INFITEC inFACT: Funktionsweise
klassisches Aktiv-Stereo Shutter-Brille
144 Hz L R L R L
144 Hz L R L R L
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Aktiv Infitec: Infitec Farbrad, synchronisiert mit L/R Bildern Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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16. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Aktiv-Infitec
grundlegende Technologien
aktiv INFITEC - inFACT
(INFITEC im Zeitmultiplex)
INFITEC-Brille
jede beliebige Wand verwendbar
kein Sync notwendig
passive Brille (keine Stromvers.)
Farbtreue bleibt weitgehend
erhalten
weniger Hot Spotting als bei xxx:
Polfiltern Inhalt:
xxx
Grundlagen
Θ Helligkeitsverlust Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Θ Kosten Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
BARCO Galaxy 12 Volumetr. Displays
Weitere Trends
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17. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Helligkeit Aktiv-Infitec Quelle:
Betrachtungen Lichtstrom bei Aktiv-INFITEC-Lösungen
Erzielte Lumen:
Dunkelzeit des DLP-
Projektors erhöhen, damit
Farbrad zwischen INFITEC
85% L/R: 42,5%
11%
31,5%
A/B wechseln kann
=> 85% Helligkeit
verteilen auf beide Augen: 42,5%
INFITEC-Filter: 11%
Farbkorrektur DynaColor:
xxx:
7% Helligkeit verbleiben Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
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18. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Stereotechnik 6: Aktiv-Polarisationsfilter
Polarisationsfilter im Zeitmultiplex:
zeitlich abwechselnd zirkular polarisiertes
Licht, rechts- und linksdrehend
nur 1 Projektor
kein Sync notwendig
passive Brille (keine Stromvers.)
Θ spezielles Projektionsmedium (Silberleinwand)
Θ spezielle Ausstattung: Polarization Modulator
Polfilter-Brille
xxx:
Inhalt:
xxx
L R L R L Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
RealD: Polarization Modulator polarisiert wechselnd in hoher Frequenz Weitere Trends
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19. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Bauarten Projektionssysteme
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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20. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionssysteme - Bauarten
Powerwalls Imsys scale XL mit
nahezu beliebig skalierbar 41 Mio. Pixeln auf
5.5 x 2.2m
DAS industrielle Standardsystem
nahezu beliebig skalierbar
Auflösung nahezu beliebig
mehrbenutzerfähig
Θ u.U. Installation & Wartung
CAVEs
Zur Einnahme einer Innenperspektive xxx:
hohe Immersion Inhalt:
xxx
Grundlagen
Θ Einzelnutzersystem Mehrwandprojektionssystem
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Θ Installation, Wartung CAVE Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Θ Platzbedarf, Kosten Volumetr. Displays
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21. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionssysteme - Bauarten
1-Kanal Workbench
für Produktuntersuchungen
kompakt, mechan. Tracking
BARCO Baron
Θ Produkt ausgelaufen
2-Kanal-Workbench
für Produktuntersuchungen
sehr großes Sichtfeld abgedeckt
Θ z.T. große Abmessungen xxx:
Θ Produkt ausgelaufen Inhalt:
xxx
Grundlagen
BARCO Consul
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
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22. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionssysteme - Bauarten
Flat angled Systems (Gewinkelte Wand)
Kompromiss zwischen CAVE
und Powerwall
relativ gute Immersion Designreview bei Miele
relativ einfach einzurichten (Quelle: BARCO)
Θ leichte Verzerrungen an den
Kanten für nicht-Getrackte
Curved Screens (Sphärische Displays)
zylinder- oder torusförmige
Projektionsfläche
xxx:
gute Immersion Joint Terminal Attack Controller Inhalt:
xxx
Training Rehearsal System JTAC Grundlagen
Θ schwierige Installation TRS (Quelle: Meta VR) Projektionssysteme
wg. Verzerrungen, Über- Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
blendungen (Edge Blending) Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
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23. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionssysteme - Bauarten
Tischsysteme Screenshot
Gleichzeitig 2D- und 3D-Sicht
Projektion auf Tischfläche und
an Wand/Leinwand
z.T. Klötzchen als
Interaktionsmetaphern
Mehrbenutzer-System
Verknüpfung 2D-3D
Schemazeichnung Planungstisch Arbeitssituation am Planungstisch
Gleichzeitig Layout und
Perspektive
Θ Interaktion „über
xxx:
Kopf“ z.T. nicht gelöst Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
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Volumetr. Displays
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24. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionstechnik: Kontrast Quelle:
Flexible Leinwand
Diskussion: Kontrast
Flexible Leinwand
Θ schlechter Kontrast durch „Tunneleffekt“
als Ergebnis interner Reflektionen
Helle Projektionsscheibe
Helle Projektionsscheibe
Θ schlechter Kontrast durch
interne Reflektionen innerhalb
des Scheibenmaterials
xxx:
Dunkle Projektionsscheibe („tinting“) Dunkle Projektionsscheibe Inhalt:
xxx
Grundlagen
Guter Kontrast dank Absorption Projektionssysteme
im Scheibenmaterial Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Θ Helligkeitsverlust Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
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25. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionstechnik: Kontrast Quelle:
Diskussion: Kontrast Kontrastprofil
Lokaler Kontrast relevant für Visualisierungen
mit hoher Dynamik
zu messen mit Lichtpunkt in dunkler
Umgebung
Ergebnis: Kontrastprofil
Getönte Scheibe
wesentlich verbesserte
Kontrasteigenschaften
xxx:
Θ viel Licht benötigt Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Helle Scheibe Dunkle Scheibe Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
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26. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionstechnik: Hot Spot
Diskussion: Hot Spot
Einzelprojektor-Lösungen
relativ kostengünstig
Hot Spot bei
einfach, kein Edge Blending u.ä. Einzelprojektor-Lösung
Θ neigen zum Hot-Spotting
Θ Lichtleistung beschränkt
Anmerkung: Polarisations-erhaltende Scheiben
neigen noch stärker zum Hot-Spotting!
CAD-Wall
Multi-Projektor-Lösungen
nahezu beliebige Auflösung xxx:
sehr hohe Lichtleistung möglich, Inhalt:
xxx
Grundlagen
damit dunkle Projektionsscheiben Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Lichtverteilung Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Θ aufwändiger in der Einrichtung Volumetr. Displays
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27. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Projektionstechnik: Einzel vs. Multi-Channel Quelle:
Diskussion Einzel- vs. CAD-Wall Einzel-Projektor
Multi-Projektor-Lösungen Auflösung nicht limitiert Auflösung limitiert
Blending benötigt kein Blending notwendig
technische Lichtleistung nicht limitiert Helligkeit abhängig vom Projektor
Bildeigenschaften und sehr gute Lichtverteilung Hot Spot
wg. Blending bessere Image- Helligkeit nicht ausreichend für
notwendige Prozessoren notwendig beste Projektionsscheiben
Voraussetzungen beste dunkle Projektionsscheiben
einsetzbar
Platzbedarf
3500mm 7500mm
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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28. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Mini-CAD/VR-Wall
Shutterbrille
Aufprojektionswand mit
bis 6 Megapixel Auflösung Schneider Digital Mini CAD/VR Wall
bis 15.000 ANSI-Lumen
bis zu 208 Zoll Diagonale
bis zu 55 cm Bautiefe
stereofähig
Weitwinkel-Kurzdistanzprojektoren
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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29. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Multi-Viewer Stereo-Systeme
Mehrbenutzer-Head Tracking
Bewegungsparallaxe, fortschreitendes
Zu- und Aufdecken:
Tiefenkriterium
verschiedene Sichten für verschiedene
Verschiedene Perspektiven aufgrund verschiedener
Betrachterpositionen müssen Standpunkte (Quelle: Universität Weimar, Fh-IAO)
angezeigt und getrennt werden
Verwendung vieler Zeitschlitze oder
Kombination Polfilter-Zeitmultiplex
xxx:
Head Tracking für viele Benutzer Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Θ Helligkeitsverlust Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Sicht auf das Projektionssystem: 2 Perspektiven aufgrund 2 Volumetr. Displays
verschiedener Standpunkte (Quelle: Universität Weimar, Fh-IAO) Weitere Trends
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30. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Weitere Trends
xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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31. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
LED-Projektoren
LED als Lichtquelle
für professionelle Zwecke
relativ neu auf dem Markt
lange Lebensdauer
(nahezu) wartungsfrei
1920×1080 Bildpunkte
keine Abkühl-, Aufwärmphase
Θ Helligkeit in Entwicklung xxx:
(aber: ANSI-Lumen LED zu DLP Projectiondesign FL32 LED projector
Inhalt:
xxx
Grundlagen
schwierig zu vergleichen) Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Volumetr. Displays
Weitere Trends
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32. Whitepaper
3D-Projektionstechnik
Pico-Projektoren
Mini-Projektoren auf LED-Basis
sehr klein
z.T. mit Akku, Multimedia-Reader
lange Lebensdauer
keine Abkühl-, Aufwärmphase
Θ geringe Auflösung
Θ dunkel
Θ kontrastarm xxx:
Inhalt:
xxx
Grundlagen
Projektionssysteme
Bauarten Projekt.-Systeme
Displaysysteme
Autostereosk. Systeme
Aiptek Pocketcinema Volumetr. Displays
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