VISUALISIERUNG VR/AR TECHNOLOGIEN Scan 2 CAD Tag
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- Melanie Messner
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1 VISUALISIERUNG VR/AR TECHNOLOGIEN Scan 2 CAD Tag Rostock, 5. April 2017 Prof. Dr.-Ing. Uwe Freiherr von Lukas Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD Standort Rostock Joachim-Jungius-Str Rostock Tel.: Fax: uwe.von.lukas@igd-r.fraunhofer.de
2 Virtuality Continuum (Milgram) CESA CESA Fraunhofer IGD Scan 2 CAD Tag, April 2017
3 Arbeit mit 3D-Daten Erfassung/ Modellierung Aufbereitung Ausgabe/ Interaktion CAD Laserscan 3D Reconstruction Coding/Storage IP Protection Simulation Stereo Display Additive Manufacturing Gesture-based Interaction
4 Unterschiedliche Arten von 3D-Daten CAD-Modelle Struktur & Semantik Mathematisch exakt Aufwändige Visualisierung Tesselierte Modelle (Dreiecksmodelle) Struktur & Semantik möglich Verschiedene Level of Detail Schnelle Visualisierung Punktwolken Aus 3D-Erfassung (Laserscanner, Kinect, ) Keine Struktur, keine Semantik Teils schlechte visuelle Qualität (Löcher)
5 Quelle: TU Darmstadt Tesselierung bzw. Triangulierung Scan 2 CAD Tag, April 2017
6 Level of Detail (LoD) Problem hoch-auflösender Viewing-Modelle Darstellungsgeschwindigkeit Filegröße Lösungsansatz Schrittweise Reduktion der Genauigkeit Unterschidliche LoD-Modelle für verschiedene Anwendungen Mehrere LoD in einer Szene
7 Quelle: R. Kumar 3D Graphics Pipeline
8 3D-Visualisierung über Cloud und Web-Browser Leichtgewichtige Geometrie Produktdaten Virtueller Prototyp ISO JT für 3D-Daten Initiative Blue JT (JT für die maritime Wirtschaft) W3C XML (z.b. PLMXML) Service-Infrastruktur SOAP via HTTP HTTP/2 Visualisierung Khronos WebGL (3D) HTML5 (GUI) 8
9 Erfolgsfaktoren für Virtual Reality Automatisierte Datenaufbereitung aus CAD Deutlich gesunkene Hardware-Kosten Echtzeitfähige Visualisierung in hoher Qualität Kombination von 3D-Daten mit Verhalten oder weiteren Informationen (Anleitung) Intuitive Bedienung (z.b. Handgesten)
10 Die drei Is der Virtuellen Realität visuell, akustisch, haptisch, olfaktorisch navigieren, Blickrichtung, greifen, auswählen, Psychologische Wirkung Buco, 1994
11 Quelle: St. LaValle, Cambridge University Überblick VR-System
12 Stereoskopisches Sehen Autor: nach Prof.Dr.-Ing. R.Stelzer Quelle: KTC, Dresden Scan 2 CAD Tag, April 2017
13 Stereo-Displays Head Mounted Displays Vor jedem Auge ein eigenes Bild Monitor oder Projektor Shutterbrille: Synchron zum Bildwechsel auf dem Display wird ein Auge schwarz geschaltet Polfilter oder rot/grün-brille: Bilder werden auf dem Display überlagert dargestellt und durch geeignete Brille für jedes Auge getrennt Autostereoskopisches Display Über ein Array von Linsen/Prismen wird in Abhängigkeit von der Blickrichtung ein Bild ausgewählt Scan 2 CAD Tag, April 2017
14 Erzeugen des Raumeindrucks mittels linearer Polarisation Autor: nach Prof.Dr.-Ing. R.Stelzer Quelle: KTC, Dresden Scan 2 CAD Tag, April 2017
15 Safety Review in Virtual Reality Supported by: Scan 2 CAD Tag, April 2017
16 Source: Fraunhofer IGD/TKMS Ergonomie-Simulation im U-Boot Scan 2 CAD Tag, April 2017
17 Erfolgsfaktoren für Augmented Reality Automatisierte Datenaufbereitung aus CAD Deutlich gesunkene Hardware-Kosten (Tablet oder Hololens) Robustes Tracking (auch ohne Marker) Mobile Visualisierung in Echtzeit
18 Source: Microsoft AR Building Blocks Hardware Smartphone/Tablet AR Glass (Microsoft HoloLense ) Content Text, symbols or 3D objects Tracking system Determine the position and the viewpoint of the camera/eye Based on different built-in sensors (camera, gyro, etc.) Optionally supported by 3D model of physical objects Rendering system Generate an overlay to the (video of the) real world Appropriate visualize of content (e.g. attached to real objects) Scan 2 CAD Tag, April 2017
19 Tracking Tracking Feature based Tracking Model based Tracking Reconstructed feature map as reference model Point Features Contour Features Derivation of the reference model from CAD data Silhouette extraction Contour models Preparation of the environment is required No Preparation of the environment is required
20 Feature Based Tracking 3D-Reconstruction of the Feature Map Augmented Reality Tracking fusing Computer Vision with inertial sensory Video: Scan 2 CAD Tag, April 2017
21 Modell-basiertes Tracking des Fraunhofer IGD Model-based Tracking Example
22 AR für Hafenüberwachung Pan/Tilt/Zoom Kamera Anbindung AIS- Tracks 3D-Welt als Grundlage
23 (Tele-)Maintenance mit Augmented Reality Techniker erhält auf einem Tablet lagerichtig zum Kamerabild Zusatzinformationen, die ihn durch alle Schritte der Produktion führen. Bei Bedarf kann er über eine integrierte Webkonferenzsoftware räumlich entfernte Spezialisten zur Unterstützung Markerloses Tracking sorgt für exakte Positionierung der Augmentierungen
24 Augmented Reality für Soll-Ist Abgleich Nutzung von Rangekameratechnologien
25 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Kontakt: Prof. Uwe Freiherr von Lukas Fraunhofer IGD Joachim-Jungius-Str Rostock Tel.: Web:
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