VR im Reallife. Virtual Reality für Einsteiger. von Mara & Siegfried 1/30

Transkript

1 Virtual Reality für Einsteiger von Mara & Siegfried 1/30

2 Was ist VR? Definition: Virtual Reality = Immersion + Interaktion in Echtzeit Immersion: Eintauchen in die virtuelle Welt mit allen Sinnen Interaktion : Intuitives Agieren und Bewegen in der virtuellen Welt Echtzeit: hohe Bildwiederholrate und schnelle Reaktion auf Eingabe Mindestvoraussetzung: Monitor+Maus+Computer machen noch kein VR! 3D Ausgabegerät + 3D Eingabegerät + 3D Daten Daimler 2/30

3 Anwendungsgebiete Medizin (Therapie, Volumenrendering, Untersuchungen) Ausbildung/Schule (Besseres Lernen durch 3D-Eindruck und Interaktion) Geologie/Geodäsie (Schichtenuntersuchungen, Stadt-, Straßenplanungen, Umweltuntersuchungen) 3/30

4 Anwendungsgebiete Architektur (Testbesichtigungen, Tapetenwechsel, Änderungen der Beleuchtung) Aldinger & Wolf + [VISENSO] Flugzeug-/Automobilhersteller (Engineering, Testing, Prototyping) Militär (Ausbildung, Simulation mit Truppenbewegungen oder Einzelansicht, Fallschirmspringen) 4/30

5 Anwendungsgebiete Feuerwehr (virtuelles Mannschaftstraining, Simulation Rauchausbreitung) Spiele (NVIDIA 3D Vision Game Support : Batman Arkham Asylum, Lego Indiana Jones) LucasArts Entertainment (Heimkino, Messen) 5/30

6 Anwendungsgebiete Marketing (neue Technologien ziehen Publikum an) Zeiss Touristik/Archäologie (Pyramiden, Kunstwerke, schwer zugängliche Orte, geschützte Gebiete, Rekonstruktion) nwn.blogs.com Kunst (Rundgänge durch Museen) 6/30

7 Verbreitung Im Alltag (wo habe ich damit bewusst/unbewusst zu tun?) Kino Computerspiele Messen/Produktvorstellungen Studium Kunst 4.bp.blogspot.com graphics.stanford.edu 7/30

8 Verbreitung Im Beruf Engineering Prototyping Design Marketing Daimler 8/30

9 Verbreitung VR-Zentren (wo stehen VR-Anlagen?) Unternehmen (Daimler, Bosch, BAW,...) Virtual Dimension Center (St.Georgen, Fellbach,...) Universitäten (Stuttgart, HfT Stuttgart, Karlsruhe, HS Esslingen,...) LESC/KIT VDC Fellbach 9/30

10 Vorteile von VR Dient dem Vorstellungsvermögen Durch haptisches und visuelles Agieren besser verstehen Verknüpfung verschiedener Disziplinen (z.b. Design + Strömungsanalyse) RTT & [VISENSO] Standortunabhängigkeit der Teilnehmer Zeitersparnis durch realistisches Prototyping (3D Daten sind schon vorhanden) Realistisches Visualisieren von nicht Darstellbarem (z.b. Magmagießvorgängen, Ohr) 10/30

11 Wie wird VR gemacht? Stereoprojektion 2 Halbbilder (L/R) auf Projektionsschirm evtl. Trennung der Halbbilder Tracking 3D-Eingabegeräte (6DOF) Lokalisierung von Hand/Kopf o. weiteren Geräten Ausnutzung physikalischer Eigenschaften 3D-Programm Real-Szene seltener: abstrakte Darstellung 11/30

12 Hardware Aufgaben der HW Schnittstelle zum Benutzer (Ein-/Ausgabe) (haptisches) Feedback Darstellung + Interaktion 12/30

13 Darstellung passiv Halbbilder gleichzeitig Trennung durch unterschiedliche Polarisation 1-2 Projektoren an polarisationserhaltender Leinwand Brillen: linear/zirkular polarisiert, Interferenzfilter 13/30

14 Darstellung aktiv Halbbilder nacheinander Trennung durch Shutterbrille (3D-Fernseher/Monitor, AS3D, nvidia nvision) IR-Emitter XPAND autostereoskopisch ohne Brille 14/30

15 Darstellung Beispiele: Powerwall CAVE 3-6 seitig HMD VDC St.Georgen Cinemizer Vuzix Zeiss Grafikkarten, Audio 15/30

16 Interaktion (elektro-)magnetisch induzierter Strom in ständig wechselndem Magnetfeld Sixense Hornet + Flock-Of-Birds sixense Ascension Erdmagnetfeld Headtracking Driftkorrektur/Kalibrierung Vuzix 16/30

17 Interaktion optisch min. 2 (IR-)Kameras Marker (Kugeln, gedruckte Muster) Hand (Flystick)/Kopf/Finger ART ART ART ART Gestenerkennung 17/30

18 Interaktion Ultraschall, Tiefenkamera, Wärmebild, SpaceNavigator Haptik (Haption, A.R.T. Fingertracking) ART 3Dconnexion Haption Sensorfusion (MEMS) im Konsumermarkt: Nintendo Wiimote Sony Motion Controller Microsoft Natal Sony HSG-IMIT + [VISENSO] Microsoft 18/30

19 Software Aufgaben der SW ermittelt aus Daten der Hardware (Trackinggeräte) die Position/Orientierung von Betrachter, Hand, Kopf, usw. Berechnet (Halb-)Bild und die Ausgabe auf das jeweilige Projektionsmedium Kollisionserkennung + Feedback-Signal an Benutzer 19/30

20 Software Aufgaben der SW (cont.) implementiert Interaktions- und Bewegungsmetaphern eingeblendete Menüs Zeigestrahl Interaktoren (bspw. Kugeln zum Anfassen) fliegen/fahren/laufen (mit gleichem Eingabegerät) & Gyjho Frank 20/30

21 SW-Beispiele VISENSO COVISE RTT DeltaGen TechViz Nvidia Treiber RTT & [VISENSO] RTT & [VISENSO] Hersteller erweitern Produktpalette um VR-Eigenschaften 21/30

22 3D-Fernseher/Monitor? HMD? Wiimote Modifikationen: 6DOF Eingabe Johnny Chung Lee Fingertracking Headtracking 22/30

23 Probleme von (bisherigem) VR physiologisch Simulator-Sickness, Augen fokussieren falsch Stereoblindheit mangelnde Akzeptanz der Benutzer technologisch teuer (noch, Konsumermarkt spielt uns zu) techn. Beschränktheit stimuliert Reize unzulänglich Brille nötig Ghosting Synchronisation L/R 23/30

24 Projekte Göppingen (Stadtplanung der neuen Fussgängerzone neue Mitte. Diese wurde den Bürgern in der Planungsphase vorgeführt.) 3D Madness & [VISENSO] 24/30

25 Projekte W204 (Strömungssimulation der Klimatisierung in der Mercedes-Benz C-Klasse) Daimler & [VISENSO] 25/30

26 Projekte Die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) untersucht mithilfe der Strömungssimulation Maßnahmen zum Hochwasserschutz und Naturschutz. 26/30

27 Projekte Magnetismus (Dieses Thema wird in der Schule eher zweidimensional behandlet, es handelt sich aber um ein räumliches Phänomen.) 27/30

28 Projekte Cyber-Classroom (interaktive Lernsoftware für die Oberstufe) 28/30

29 Ausblick Ausblick Heim-VR-Anlagen VR-Einkaufszentren Ausbildung kollaborativ zu hause Science-Fiction-Szenarien Ideen??? 29/30

30 Danke für Eure Aufmerksamkeit Danke auch an unseren Sponsor 30/30