Virtuelle und Erweiterte Realität

Transkript

1 Virtuelle und Erweiterte Realität Übersichtsvortrag mit Demos auf 'PC', Tablets und Smartphones für das Seniorennetz Erlangen am 11. Januar

2 Vorbemerkungen Meine Vita (3D: Kosmos-Baukasten, IT: Studium, VR: Messe-Projekte) Mein Wunsch: Aktive Zuhörer: Ihre Fragen unterbrechen Sie mich! Mein Ziel: Grundlagen/Informationen vermitteln Ihre Begeisterung für neue Technik/Möglichkeiten Ihre Frage: "Wie kann ich die zunehmenden VR/AR-Angebote im Internet für mich privat nutzen? Rainer Zumpe 2

3 Bisherige Stereo-3D-Techniken Anaglyphen Shutter Polarisation (rot/grün, rot/cyan) (aktiv: IR-Sender/Empfänger) (passiv) Prismenmasken (Prismen-Display, Head-Tracking) 4 Anaglyphen-Beispiele: Rainer Zumpe 3

4 S. Bustany M. Heuckelbach M. Heuckelbach Rainer Zumpe 4 H. Gärtner

5 Sie sind in guter Gesellschaft (1) Rainer Zumpe 5

6 Sie sind in guter Gesellschaft (2) Rainer Zumpe 6

7 Agenda: Spielzeug oder Werkzeug? Begriffe: VR, AR, HMD, Cardboard, Console, 2D/3D, mono/stereo Entwicklungen: + Vom Foto über Streifen- und 360 -Panorama zum Kugel- Panorama + Vom Video zum 360 -Video + Vom passiven Info-Gebrauch zum aktiven Info-Erlebnis (Immersion) Erstellen und 'Erleben' von 'toten'/animierten/interaktiven 3D-VR-Welten: 'Eingabe-/Ausgabe'-Geräte und -Software; (hier speziell: 'PC', Tablet und Smartphone) Industrielle und private Nutzung: Beispiele; Vor-/Nachteile; heutige Grenzen; Zukunft; Diskussion Rainer Zumpe 7

8 Bisherige Hinweise Hinweis 1: Bringen Sie Ihr eigenes Tablet/Smartphone mit und laden Sie z. B. vom Apple Store, Google Play, Amazon App-Shop z. B. die Apps (Google:) Cardboard, (Süddeutsche:) SZ VR, (ZDF:) ZDF VR, (arte:) Arte 360, Polar Sea 360, Within,...; auf YouTube/vr finden Sie viele weitere 3D/360 -Beispiele Hinweis 2: Wenn Sie sich ein Cardboard kaufen wollen ( ), bitte nur eins mit (Magnet-)Schalter! Rainer Zumpe 8

9 Unsere Präsentationstechnik Bekannt: 'PC' mit Beamer, Lautsprechern VR-Demos... per ('PC'), Tablet und Smartphone Bedienung ohne Tastatur und Maus, per Finger-Gesten, per Gyroscope (Rotationssensoren) VR-Demos in 3D (stereo) nur per Cardboard/Headset hier per WLAN zum Beamer (streamen) über Apple TV (Apple-Signalumsetzer für TV) Chromecast für Android (Google-Signalumsetzer f. TV) Teamviewer auf PC Rainer Zumpe 9

10 Virtuelle und Erweiterte Realität Spielzeug oder Werkzeug? Virtual Reality (VR) Eine Computer-Technologie, die eine reale oder imaginäre Welt darstellt, darin die physische Präsenz des Benutzers simuliert sowie Interaktionen des Benutzers in dieser Umgebung ermöglicht (z. B. Google Earth, Google Street View, Sternkarte StarWalk ) Augmented Reality (AR) Eine Live-Beobachtung einer physischen, realen Umgebung, deren Wahrnehmung durch computergenerierten Input wie Ton, Video, Grafiken, VR oder GPS-Daten ergänzt wird (z. B. bei Fußball-TV das Einblenden von Entfernungen bei Freistößen mithilfe eines Kreises oder einer Linie; Pokemon) Rainer Zumpe 10

11 Begriffe/Abkürzungen VR AR HMD Cardboard Console Virtual Reality/Virtuelle Realität: per Software erzeugte virtuelle Welt Augmented Reality/Erweiterte/Unterstützte Realität: durch zusätzl., Kontext-sensitive Infos erweiterte reale Welt Head Mounted Display, Head Up Display, Headset, Brille preiswertes, handheld HMD Video Game Console, Eingabemedium für Computer-Spiele 2D flache, zweidimensionale Präsentation (Papier Display) 3D räumliche, dreidimensionale Präsentation stereoskop: (derzeit nur per Brille : HMD, Cardboard) mono/stereo Erlebnisart von Sehen und Hören ( Immersion) Rainer Zumpe 11

12 Presse-Infos (1) ( , Spiegel) Verkaufsstart für Daydream View Googles VR-Brille kommt am 10. November 2016 Google hat ein eigenes Headset für VR gebaut. Für dt. Kunden ist die Brille ab für 69 Das neue Pixel-Smartphone (m.), Chromecast Ultra (l.), Daydream View (r.), Controller (u.) Rainer Zumpe 12

13 Presse-Infos (2) ( , Spiegel) Europa-Park in Rust: Der "Alpenexpress VR-Ride" bietet eine Achterbahnfahrt, bei der die Besucher per VR-Brille fantastische Welten erleben, die in der Realität unmöglich wären, z. B. auf einem Drachen reiten, sodass sich das Ganze wirklich echt anfühlt, inklusive Fahrtwind und Beschleunigungskräften. Drehen die Besucher ihren Kopf, ändert sich auch der Blick auf die künstliche Welt. Der Trick ist, dass die echte Fahrt mit der berechneten Fantasiewelt synchronisiert wird ( Immersion) Rainer Zumpe 13

14 Presse-Infos (3) ( , zdf) Vulkane in 3D und 360 Mit dem neuen VR-Projekt von Terra X kommen die User einem aktiven Vulkan näher als es jedem wagemutigen Vulkanologen möglich ist. Der Film ist für VR-Brillen optimiert, kann aber auch auf normalen PC (Desktop) geschaut werden. Desktop-Version Cardboard-Version (aber: unterschiedliche Bedienung!) 360 -Video für PC und Smartphone ohne VR-Brille (ohne 3D-Effekt) 360 -Video für Smartphones mit VR-Brille (mit 3D-Effekt) Rainer Zumpe 14

15 Presse-Infos (4) (Datum?, Welt) Virtual Reality Für Gamer ist es der Kick, für Mediziner eine Chance und für Techniker die Zukunft: Eine Realität, die nur virtuell existiert, in der man sich aber bewegen, die man erfahren und erfühlen kann. Die Technologie steckt noch in den Anfängen aber sie könnte unser Leben revolutionieren. WÄHLEN SIE EINEN BEREICH! ((aber nichts geht!)) Rainer Zumpe 15

16 Presse-Infos (5) (Datum?, SZVR) Die virtuelle Süddeutsche Zeitung Eine gute Geschichte geht neue Wege. Und um gute Geschichten zu erzählen, muss auch eine Zeitung neue Wege gehen. Deswegen erzählt die SZ von nun an ausgewählte Reportagen in Virtual Reality oder als Videos. Die Geschichten lassen sich... erleben: Mit einer VR-Brille, auf dem Smartphone oder am PC-Bildschirm. Der Leser bewegt sich durch die Schauplätze der Handlung, trifft die Protagonisten, steht mitten im Geschehen. Meer der Verzweifelten Rainer Zumpe 16

17 Formen von VR und AR Unterschied: 2D oder 3D ( stereoskopes Sehen und Hören) VR: Nutzer bestimmt den Blickwinkel(!) VR 360 -Foto, z. B.: Google Earth/Street View 360 -Video, z. B.: YouTube 360 Animierte/gerenderte virtuelle Welt ( interaktive Spiele) AR Direkter Blick auf die reale Welt durch ein transparentes Display, plus (interaktive) animierte/gerenderte Zusatz-Infos Rainer Zumpe 17

18 Ausflug in die Foto-/Video-Welt Bisher: Fotograf/Kameramann legt Blickwinkel fest, sorgt für Belichtung/Fokus/Auflösung,... Heute:... nicht mehr bei VR/AR!; derzeitige Grenzen: Auflösung/Pixelzahl Speicher, Bandbreite, in VR meist reduzierte Auflösung (4K SVGA) CPU/GPU-Leistung Blickwinkel, Echtzeit/Latenz HDR (High Definition Range), Cam-Demo (Panorama) in VR meist reduzierter Kontrast-Umfang Vom Foto 360 -Streifen- Kugel-Panorama; z. B.: AirPano, YouTube360, Street View (3D), Sternkarte (Neue 3D-Formate: z. B. Seene, Fyuse,...) Rainer Zumpe 18

19 VR: Beispiel Architektur/Bau Rainer Zumpe 19

20 VR: Beispiel Touristik z. B. Ferienanlage: hapimag/albufeira/360-tour; + Google Earth/Albufeira! Rainer Zumpe 20

21 VR: Animierte Beispiele z. B. Other Places : youtu.be/...; (Design-Aufwand!) Rainer Zumpe 21

22 AR: Beisp. Montage/Design/Service Rainer Zumpe 22

23 AR: Beispiel CAD/Konstruktion Werbevideo Hololens Rainer Zumpe 23

24 AR: weitere Beispiele... Maurer sieht auf Baustelle die zu bauenden Wände mit Zusatzinfos für Installationen,... Kunde sieht im (leeren) Küchenraum die geplante/bestellte Kücheneinrichtung, wählt Alternativen Kunde setzt sich in reales Auto/Flugzeug/Bahn und wählt alternative Ausstattung (Komfort, Design,...)...-Training/Ausbildung: mit Einblendungen (z. B. Flug-/Fahrsimulator: Stress) Sternenkarte (mit Anvisier-Infos) Rainer Zumpe 24

25 Stereo-(Be)Nutzung von VR/AR Stereoskope Anzeige ((für 2 Augen!)) HMD, Cardboard TV: Shutter, Polarisation, Rot/Grün (TV: Side-by-side, Top-down) Insellösungen: in die Augen Sensoren Head-Tracking Motion-Tracking Eye-Tracking Controller für die Interaktion (z. B. Oculus Touch, 200 ) Buttons/Tasten in HW/SW (auf der HoloLens) PC -Leistung Hoch: für bestmögliche Illusion Keine Latenz: Vermeiden der See-Krankheit Rainer Zumpe 25

26 Produktion von VR/AR-Material Spezial-Kameras für Panorama-Fotos/-Videos 3D-Modellierer (Software) Beispiel: SketchUp Rainer Zumpe 26

27 3D-Modellierer Beispiel: SketchUp Rainer Zumpe 27

28 Aufwand Datenvolumen Beispiel ZDF/TerraX/Vulkane (360-2D/3D-Video) 25 Frame/s 4K: 250 MB/Frame Stereo: x 2 4 min: 4 TB 2,5 h Render-Zeit/Frame Render-Aufwand: Materialeigensch., Beleuchtung, Animation, Rainer Zumpe 28

29 Großes Interesse im Markt Google (Glass, Cardboard, HMD Daydream) Facebook (kauft Oculus VR für 2 Mrd. $: Oculus Rift) Microsoft (HoloLens) AR Sony (PlayStation VR) Samsung (Gear-VR) Apple (Gerüchte) Startups (...) Daydream View Viele Unternehmen sehen großes Potenzial in VR/AR und investieren enorme Summen Rainer Zumpe 29

30 VR-Brillen im Vergleich VR-Nerds (Tab.) Google Oculus Rift (Nur kleine Auswahl) HTC Vive Samsung Gear-VR 2 Sony Playstation VR Rainer Zumpe 30

31 AR-Brillen im Vergleich ARVRZone (Tab.) (Nur kleine Auswahl) Microsoft HoloLens, 3300 Google Glass 2, 1500 $, +Smartphone Rainer Zumpe 31

32 Anwendungsgebiete Militär (Fahr-/Flugsimulator) Medizin (Planung Chirurgie, Roboter- Chirurgie, Phobie-Behandlung, Ausbildung) Engineering (Auto-, Eisenbahn-Industrie) Konstruktion (Architektur, Bau) Anlagenbau (Kosten) Unterhaltung (PC-Spiele, Film, Kunst, Porno) Sport (Analyse, Strategie) Mode (Anpassen, Design, Auswahl) Vertrieb (Online, Auswahl) Rainer Zumpe 32

33 VR/AR-Anwendungen für Startups Produkt-, Lösungs- und Anlagen-Präsentation 3D-Modelle der (meisten) Produkte, ergänzend zu 3D-Drucker-Modellen AR bietet bessere Interaktion mit Kunden/Kollegen Up-to-Date-Sein: Eigene Entwicklungen zeigen (Visualisierung des sonst Unsichtbaren) (Tele-)Service Rainer Zumpe 33

34 VR/AR-Zukunft 40 Vorhersagen bis 2015 (VRODO/J. Schell) Leichtere/kleinere HMDs/Brillen/Akkus Höhere Auflösung, größeres Sichtfeld Multi-User-Systeme: Entwickler, Produzent Kunde, Spieler Kontaktlinsen (Novartis) Telepräsenz Holographie Rainer Zumpe 34

35 Diskussion: Vor-/Nachteile/Kritik Vorteile Freie Blickwinkel-Wahl Mitten-drin -Erlebnis; höhere Immersion: Sehen/Hören/Fühlen 3D-Erlebnis (stereoskop) Sensoren/Tracking Gesten-Steuerung (z.b.: Dirigent/blinder Pianist) Je nach Anwendung... (Zeitgewinn, kl. Fehlerrate,...) Nachteile/Kritik (Voyeurismus) VR schottet ab z. Z. keine Norm (Bedieng.) Datenvol./Bandbreite HW-Anforderungen: Rechenleistung, Konsole, Sensoren, evtl. Kabel Seekrankheit Sturzgefahr Rainer Zumpe 35

36 Zeit f. Einzel-Demos Vorarbeiten für Cardboard oder HMD: Smartphone am WLAN anmelden Im Internet 360 /3D-VR-Video wählen Smartphone ins HMD/Cardboard 360 /3D-VR-erleben! Samsung GEAR VR Hier: ViveVR, Magic Cardboard, Rainer Zumpe 36

37 Danke für Ihr Interesse und viel Erfolg und Spaß bei der VR-Nutzung! Spielzeug oder Werkzeug? Rainer Zumpe 37