Developing Virtual Reality Applications

Transkript

1 Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Hauptseminar: Medien zwischen Technologie und Gesellschaft Dozent: Prof. Dr. Manfred Thaller WS 2012/2013 Robert Lee Phillips Developing Virtual Reality Applications

2 Gliederung 1. Was ist Virtual Reality (VR)? 2. Anfänge von VR 3. VR-Systeme 4. User-Interaktion 5. Anwendung von VR 6. Beispiele für Anwendungsgebiete von VR

3 1. Was ist VR? Computersimulation, die eine virtuelle Welt erschafft Simulation muss auf den User reagieren Feedback meist visuell und auditiv

4 Typische VR-Hardware Head-Mounted-Display (HMD)

5 Typische VR-Hardware Stationäres Großbildschirm-Display

6 User kann mit der virtuellen Welt und anderen Usern (bzw. deren Avataren) interagieren

7 2. Anfänge von VR Flugsimulatoren (Anfang 70er)

8 Morton Heilig Sensorama (1956)

9 Ivan Sutherlands Vision einer computerbasierten VR (1968)

10 Myron Kruegers Videoplace

11 CAVE (1992)

12 3. VR-Systeme Hardware Software zum Verknüpfen von Display HW und Input-HW Inhalt der VR User Interface zur Interaktion

13 Computer-Engine: visuell, auditiv, eventuell haptisch Grafik-Engine: Physik, HMD-Bildschirme synchronisieren

14 Stationäre Displays 3 VR-Paradigmen

15 Stationäre Displays Vorteile Füllen Großteil des Sichtfeldes (FOV) Weniger HW am Körper Reale Welt noch sichtbar Nachteile Unvollständige Betrachtung der virtuellen Welt (FOR) Kosten variieren

16 Head-based Displays

17 Head-based Displays BOOM (Binocular Omni-Orientation Monitor)

18 Head-based Displays Vorteile 100% FOR Günstig mobil Nachteile Latenz kann zu Übelkeit und Kopfschmerzen führen Isolation Headworn-Displays haben niedrige Auflösung

19 Hand-based Displays

20 Hand-based Displays Vorteile Sowohl AR-Display, als auch AR-VR-Display Handlich mobil Nachteile Begrenztes FOV FOR eigentlich 100%, aber User muss es im Kreis bewegen, um alles zu sehen

21 Haptische Displays taktil Durch Hautkontakt Z.B. Oberflächen abtasten oder Temperatur spüren propriozeptisch Durch Muskeln oder Skelett Z.B. Gewicht eines virtuellen Steins oder Position des eigenen Arms

22 Tracking Positionssensor überwacht User-/ und oder Kopfposition Elektromagnetisch Mechanisch Optisch Gyroskopisch Neural Ultraschall

23 Props Dienen aktivem Input des Users Physische Objekte Plattformen, Laufbänder

24 4. User-Interaktion 4 Hauptkategorien der Interaktionstechniken

25 1. Direkte Interaktion User agiert mit virtuellen Objekten Z.B.: hebt Objekt auf

26 2. Physische Interaktion User benutzt ein physisches Eingabegerät

27 3. Virtuelle Interaktion User interagiert über virtuelle Hilfsobjekte, die durch virtuellen Kontakt ausgelöst werden Jedoch auch entweder direkte oder physische Interaktion notwendig

28 4. Agent Interaktion Interaktion mit Computer Agent Z.B. durch Nennung der gewünschten Aktion

29 3 Typen der Interaktion Auswahl treffen Manipulation Navigation

30 5. Anwendung von VR Form und 4 Hauptgenres

31 1. Virtueller Prototyp Ergonomie, Umsetzbarkeit, Ästhetik Visuell Sub-Genre: Besichtigung von Architektur

32 2. Visualisierung 2D-Daten werden in 3D visualisiert Übersichtlicher Intuitiver

33 3. Training Eines der ältesten VR-Genres (Flugsimulator) Ungewöhnliche, preisintensive, gefährliche Szenarien simulieren Szenario an Fähigkeiten anpassen

34 4. Entertainment Bisher kein profitables VR-Entertainment Neue technische Möglichkeiten bieten Ausblick auf Zukunft des VR-Entertainment

35 6. Beispiel für Anwendungsgebiete Bildung

36 Virtual Reality Gorilla Exhibit Portraitiert Verhalten von Gorillas User wird Mitglied der Gorilla-Familie Geometrisches Habitat und KI-Gorilla-Agents

37 VR-System HMD Handheld-Interaktion In Blickrichtung bewegen per physischer Interaktion User steht auf Plattform

38 Ablauf Training, dann als jugendliche Gorillas ins Habitat Gorilla-Agents nur einfache Verhaltensmuster Wizard of Oz Technik für komplexere Verhaltensmuster Bestrafung durch Time-Out

39 Feedback der Schüler Spaß und hoher Lernfaktor Verhalten wie in der Realität Enttäuschung über mangelnde Interaktion Abschlusstest

40 Nachfolge-Version KI verbessert, mehr Interaktion untereinander, Verhaltensketten 3 Typen von Annotation: Farbige Symbolindikatoren Audiokommentare Verhalten Audiokommentare Steuerung

41 Habitat Design Grundlage für Architektur-Programm Habitat kann designt werden Physische Interaktion per Handheld oder per Stylus und Tablet User kann sich freier bewegen Audiokommentare und Hinweisschilder

42 Weitere Anwendungsgebiete Militär oder Sicherheit Entertainment Medizin Business Wissenschaft Kunst

43 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!